Cap. 5 - Solidal
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Cap. 5 - Solidal
Características Técnicas dos Condutores de Energia e Cabos Eléctricos C apítulo V Cabos nus para Transporte de Energia Eléctrica C apítulo V.I CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 5.1- Cabos nus para Transporte de Energia Eléctrica 5.1.1 - Introdução A Solidal e Quintas Condutores fabricam actualmente condutores nus de cobre e alumínio associado ou não a outros metais tais como liga de alumínio, aço galvanizado e aço coberto a alumínio do tipo ACS (aluminium clad steel), cuja aplicação está hoje generalizada, e quase em exclusivo, nas linhas aéreas de transporte de energia. Da nossa gama de fabrico salientam-se as seguintes construções: - Condutores de cobre - Condutores de alumínio AAC (all aluminium conductors) – designados por AL1 - Condutores de liga de alumínio AAAC (all aluminium alloy conductors) - designados por AL2, AL3, AL4 e AL5. - Condutores de alumínio com alma de aço ACSR (aluminium conductors steel reinforced) – designados por AL1/ST1A, AL1/ST2B, AL1/ST3D, AL1/ST4A e AL1/ST5E - Condutores de liga de alumínio com alma de aço AACSR (aluminium alloy conductors steel reinforced) – designados por AL2/ST1A, AL3/ST1A, AL4/ST1A, AL5/ST1A. - Condutores de alumínio com alma de liga ACAR (aluminium conductors alloy reinforced) designados por AL1/AL2, AL1/AL3, AL1/AL4 e AL1/AL5 A preferência do alumínio, ou suas ligas, em detrimento do cobre, deve-se às vantagens que o primeiro oferece, quer do ponto de vista técnico quer económico, quando utilizado nos condutores das linhas aéreas nuas. Salientamos as seguintes considerações: — Relação condutividade eléctrica / peso: da análise do quadro abaixo podemos concluir que, para um condutor de alumínio apresentar uma resistência eléctrica (ou condutividade) idêntica a outro de cobre, a razão entre as suas secções será igual a 1,6 e como consequência dos seus pesos específicos o condutor de alumínio terá 48% do peso do condutor de cobre; — Relação resistência mecânica / peso: o quadro 67 contém os valores da tensão limite de ruptura para os condutores de alumínio trefilado duro e cobre trefilado duro. Como a secção do condutor de alumínio tem um valor 1,6 vezes superior à do condutor de cobre, com igual resistência eléctrica, obtemos uma tensão limite de ruptura idêntica para ambos os condutores nesta situação. Desde que seja necessária uma resistência à ruptura elevada são incluídos fios de aço na composição do cabo, proporcionando-lhe assim uma relação resistência mecânica / peso com valores superiores. Este facto conduz a uma instalação mais económica, dado que são reduzidos o número de apoios e de materiais acessórios necessários à montagem, além de permitir menores flechas para os condutores. — Economia: o baixo preço associado à sua estabilidade no tempo fazem com que o alumínio seja o metal eleito por excelência para a aplicação nas linhas aéreas. GUIA TÉCNICO 205 CAPÍTULO V Quadro 67 - Características físicas, eléctricas e mecânicas 5.1.2 - Protecção dos condutores contra a corrosão Quando sujeitos a ambientes desfavoráveis e quando solicitado, os condutores poderão ser protegidos contra a corrosão através da aplicação de uma massa neutra protectora. A aplicação da massa protectora pode ser efectuada através de quatro casos distintos, de acordo com o indicado no quadro 68. No quadro 68 são descritos os quatro casos. 206 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Quadro 68 - Aplicação de Massa Protectora nos cabos GUIA TÉCNICO 207 CAPÍTULO V Cálculo da quantidade de Massa Protectora Assumindo que a massa protectora preenche na totalidade os espaços entre os fios do condutor, o volume de massa para cada caso atrás referido é dado pelas seguintes equações: Caso 1: Vg = 0,25 π (Ds2 – nsds2) Caso 2: Vg = 0,25 π (D0 – 2da2) - (na – n0) da2 – ns ds2 ) Caso 3: Vg = 0,25 π (D02 – nada2 - ns ds2 ) Caso 4: Vg = 0,125 n0 (D0 – da )2 sin (360/n0) – 0,125 π (2na – n0 – 2)da2 – 0,25 π nsds2 Sendo: Vg Do Ds da ds na n0 ns o volume de massa no condutor, por unidade de comprimento. o diâmetro externo do condutor. o diâmetro do núcleo de aço. o diâmetro dos fios de alumínio da última camada. o diâmetro dos fios de aço. o número de fios de alumínio no condutor. o número de fios da última camada do condutor. o número de fios de aço no condutor. Dado que existe uma relação geométrica entre os parâmetros destas equações, é possível expressar a quantidade total de massa protectora num condutor através da relação seguinte: Mg = kda2 Sendo: a quantidade de massa protectora (kg/km). Mg K 208 o factor que depende do tipo de condutor, da densidade da massa protectora e do preenchimento (relação de volume teórico). GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Quadro 69 - Coeficientes k para quantidade de massa protectora nos cabos Nota: os valores de k indicados na tabela para os 4 casos de aplicação de massa protectora baseiam-se numa densidade de 0,87 g/cm3 e um factor de preenchimento de 0,8. GUIA TÉCNICO 209 CAPÍTULO V 5.1.3 - Cabos de Alumínio do tipo AAC Aplicações: Os cabos de alumínio são normalmente usados em linhas aéreas. Normas de referência: EN 50889 EN 50182 Construção: Os cabos de alumínio são condutores cableados concêntricos, compostos de uma ou mais camadas de fios de alumínio do tipo AL1. Quadro 70 - Composições dos condutores de alumínio 210 GUIA TÉCNICO Quadro 71 - Características Técnicas dos Cabos de Alumínio usados em Inglaterra - AL1 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 211 Quadro 72 - Características Técnicas dos Cabos de Alumínio usados em Espanha - AL1 CAPÍTULO V 212 GUIA TÉCNICO Quadro 73 - Características Técnicas dos Cabos de Alumínio usados em Alemanha - AL1 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 213 CAPÍTULO V 5.1.4 - Cabos de Liga de Alumínio do tipo AAAC Aplicações: Os cabos de liga de alumínio são normalmente usados em linhas aéreas. São usados normalmente em substituição dos cabos AAC quando se pretende uma maior resistência mecânica, e dos cabos ACSR quando se pretende igualmente uma maior resistência à corrosão. Normas de referência: EN 50183 EN 50182 Construção: Os cabos de liga de alumínio são condutores cableados concêntricos, compostos de uma ou mais camadas de fios de liga de alumínio do tipo AL2, AL3, AL4 ou AL5. Quadro 74 - Composições dos cabos de liga de alumínio 214 GUIA TÉCNICO Quadro 75 - Características Técnicas dos Cabos de Liga de Alumínio usados em Inglaterra - AL3 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 215 Quadro 76 - Características Técnicas dos Cabos de Liga de Alumínio usados em Inglaterra - AL5 CAPÍTULO V 216 GUIA TÉCNICO Quadro 77 - Características Técnicas dos Cabos de Liga de Alumínio usados em Espanha - AL2 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 217 Quadro 78 - Características Técnicas dos Cabos de Liga de Alumínio usados na Alemanha - AL3 CAPÍTULO V 218 GUIA TÉCNICO Quadro 80 - Características Técnicas dos Cabos de Liga de Alumínio usados em França - AL4 Quadro 79 - Características Técnicas dos Cabos de Liga de Alumínio usados em Portugal - AL4 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 219 CAPÍTULO V 5.1.5 - Cabos de Alumínio com Alma de Aço do tipo ACSR Cabos de Alumínio com Alma de ACS do tipo ACSR/AW Aplicações: Os cabos de alumínio com alma de aço são normalmente usados em linhas aéreas. Normas de referência: EN 50189; EN 50889; EN 61232; EN 50182 Construção: Os cabos de alumínio com alma de aço ou ACS são condutores cableados concêntricos, compostos de uma ou mais camadas de fios de alumínio do tipo AL1, e um núcleo (alma) de aço galvanizado de alta resistência do tipo ST1A, ST2B, ST3D, ST4A, ST5E ou de ACS (aço coberto a alumínio) do tipo 20 SA. Devido às numerosas combinações possíveis de fios de alumínio e aço, pode-se variar a proporção dos mesmos, a fim de se obter a melhor relação entre capacidade de transporte de corrente e resistência mecânica para cada aplicação. Quadro 81 - Composições dos cabos de alumínio com alma de aço ou ACS 220 GUIA TÉCNICO Quadro 83 - Características Técnicas dos Cabos de Alumínio com Alma de ACS usados em Portugal - AL1/20SA Quadro 82 - Características Técnicas dos Cabos de Alumínio com Alma de Aço usados em Portugal - AL1/ST1A CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 221 Quadro 84 - Características Técnicas dos Cabos de Alumínio com Alma de Aço usados em Inglaterra - AL1/ST1A CAPÍTULO V 222 GUIA TÉCNICO Quadro 85 - Características Técnicas dos Cabos de Alumínio com Alma de Aço usados em Espanha - AL1/ST1A CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 223 Quadro 86 - Características Técnicas dos Cabos de Alumínio com Alma de Aço usados na Alemanha - AL1/ST1A CAPÍTULO V 224 GUIA TÉCNICO Quadro 88 - Características Técnicas dos Cabos de Alumínio com Alma de Aço usados em França - AL1/ST6C Quadro 87 - Características Técnicas dos Cabos de Alumínio com Alma de Aço usados em França - AL1/ST1A CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 225 CAPÍTULO V 5.1.6 - Cabos de Liga de Alumínio com Alma de Aço do tipo AACSR Aplicações: Os cabos de alumínio com alma de aço são normalmente usados em linhas aéreas. São cabos semelhantes aos ACSR, com a substituição dos fios de alumínio AL1 por fios de liga de alumínio AL2, AL3, AL4 ou AL5. São normalmente indicados para grandes vãos onde é impraticável a utilização de torres intermediárias, existindo por isso a necessidade de utilização de cabos com maior resistência mecânica. Normas de referência: EN 50183; EN 50189; EN 50182 Construção: Os cabos de liga de alumínio com alma de aço são condutores cableados concêntricos, compostos de uma ou mais camadas de fios de liga de alumínio do tipo AL2, AL3, AL4 ou AL5, e um núcleo (alma) de aço galvanizado de alta resistência do tipo ST1A, ST2B, ST3D, ST4A ou ST5E. Devido às numerosas combinações possíveis de fios de liga de alumínio e aço, pode-se variar a proporção dos mesmos, a fim de se obter a melhor relação entre capacidade de transporte de corrente e resistência mecânica para cada aplicação. Quadro 89 - Composições dos cabos de liga de alumínio com alma de aço 226 GUIA TÉCNICO Quadro 91 - Características Técnicas dos Cabos de Liga Alumínio com Alma de Aço usados em Espanha - AL2/ST1A Quadro 90 - Características Técnicas dos Cabos de Liga Alumínio com Alma de Aço usados em Inglaterra - AL5/ST1A CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 227 Quadro 92 - Características Técnicas dos Cabos de Liga Alumínio com Alma de Aço usados na Alemanha - AL3/ST1A CAPÍTULO V 228 GUIA TÉCNICO Quadro 93 - Características Técnicas dos Cabos de Liga Alumínio com Alma de Aço usados em França - AL4/ST6C CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 229 CAPÍTULO V 5.1.7 - Curvas de Elevação da Temperatura A intensidade de corrente máxima admissível num cabo aéreo nu está limitada pela elevação da temperatura desse cabo (até ao valor máximo permitido pelo metal constituinte) provocada pela passagem dessa corrente. A temperatura máxima admissível num condutor nu não deve provocar alterações das propriedades mecânicas exigíveis para os metais constituintes, nomeadamente a resistência à tracção e o alongamento. Nenhuma acção de recozimento é notada nos fios de alumínio até uma temperatura de 75 °C, mesmo ao fim de um tempo em serviço prolongado, e até 100 °C o recozimento produzido é fraco. Um cabo AAC em serviço permanente e a uma temperatura de 100 °C sofrerá, ao fim de alguns meses, uma redução até 10% do seu limite de ruptura provocada pelo recozimento. Já num cabo ACSR essa redução não será superior a 5% devido à presença do aço na composição do mesmo. As curvas de elevação da temperatura que apresentamos nos gráficos 19 a 21, fornecem a intensidade de corrente admissível nos cabos AAC e ACSR em função da elevação da temperatura desses acima de 40 °C (temperatura ambiente), considerando o vento a incidir transversalmente sobre o cabo e com uma velocidade de 0,61 m/s. Gráfico 19- Curvas de Elevação da Temperatura dos Cabos AAC Intensidade de Corrente Admissível (a) Elevação da Temperatura (0C acima de 400C ambiente) (Velocidade do vento 0,61 m/s perpendicularmente ao cabo) Secção do Cabo (mm2, AWG ou MCM, sq.in.) 230 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Gráfico 20 - Curvas de Elevação da Temperatura dos Cabos ACSR (Medidas Canadianas) Secção Total do Cabo (mm2) Intensidade de Corrente Admissível (A) (Velocidade do vento 0,61 m/s perpendicularmente ao cabo) Elevação da Temperatura (oC acima de 40oC ambiente) GUIA TÉCNICO 231 Gráfico 21 - Curvas de Elevação da Temperatura dos Cabos ACSR (Medidas Inglesas) Secção Total do Cabo (mm2) Intensidade de Corrente Admissível (A) (Velocidade do vento 0,61 m/s perpendicularmente ao cabo) Elevação da Temperatura (oC acima de 40oC ambiente) Cabos de Guarda com Fibra Óptica Incorporada C V.II apítulo CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 5.2- Cabos de Guarda com Fibra Óptica Incorporada* 5.2.1 - Fibra óptica: Conceitos básicos e perspectivas de evolução 5.2.1.1 - Introdução A crescente procura de serviços multimédia verificada na última década, estimulou o desenvolvimento de infraestruturas suportadas por fibra óptica. Em paralelo, o desenvolvimento de equipamentos activos (amplificadores em fibra, multiplexadores, lasers DFB,...) associado a uma evolução da própria fibra óptica, optimizaram a exploração das capacidades intrínsecas a esta tecnologia: largura de banda, transparência protocolar e fiabilidade. 5.2.1.2 - Conceitos básicos 5.2.1.2.1 - Propagação do raio luminoso – análise geométrica A transmissão de luz nas fibras ópticas, resulta de grosso modo de um processo de confinamento da mesma ao longo de guia de onda constituído por um cilindro de vidro central (núcleo – índice de refracção n1), rodeado por um tubo do mesmo material base (bainha –índice de refracção n2) mas com um índice de refracção ligeiramente inferior - Figura 27. Figura 27 - Estrutura base de uma fibra óptica com um perfil de índice de refracção em degrau. O confinamento é assegurado por um processo de reflexões internas totais na interface do núcleo com a baínha da fibra óptica (Figura 28). * Também designado por O.P.G.W. (optical power ground wire). GUIA TÉCNICO 235 CAPÍTULO V Figura 28 - Reflexão interna na interface núcleo/bainha. Para um raio luminoso que se propaga de uma região de índice de refracção n1 para uma outra região com um menor índice de refracção (n2), a relação entre os ângulos apresentados na Figura 28 é dada pela Lei de Snell: n1 sin (θ i ) = n 2 sin (θ t ) (1) onde θi: ângulo de incidência θt: ângulo de transmissão. O limite da reflexão interna total ocorre quando θt=90º: sin (θ i ) = n2 n1 (2) Para esta situação limite o ângulo de incidência é designado por ângulo crítico θc. Assim a condição de propagação de um raio luminoso que incide na interface núcleo/bainha com um angulo θ é: sin (θ ) > sin (θ c ) ⇒ θ >θ c (3) 5.2.1.2.2 - Atenuação Os mecanismos físicos básicos que contribuem para a atenuação da potência óptica transmitida ao longo da fibra são de grosso modo: (i) Absorção intrínseca; (ii) Absorção pelas impurezas; (iii) Espalhamento (“Scattering”) Quer a absorção devida aos materiais intrínsecos à própria fibra, quer a absorção associada à presença de água (iões OH- ) e de outras impurezas 236 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS inerentes ao processo de fabricação das fibras ópticas (tais como metais de transição – Fe, Cu, Ni,...), têm um comportamento espectral definido quer pela vibração atómica quer pela condição de ressonância electrónica associada a esse elemento. O fenómeno de espalhamento de Rayleigh resulta de variações microscópicas (numa escala muito inferior ao comprimento de onda da luz) da densidade dos vários compostos utilizados na fabricação da fibra óptica. O comportamento espectral do coeficiente de atenuação associado a este fenómeno é dado por: α Rayleigh = C λλ 4 (4) onde C: constante intrínseca à fibra λ: comprimento de onda O coeficiente de atenuação total (α) para uma determinada fibra óptica é definido como: P = P0 exp[−α L ] (5) onde P0: potência óptica injectada na fibra P: potência óptica no final de um percurso óptico de comprimento L O comportamento espectral de uma fibra óptica é apresentado na Figura 29. Figura 29. Comportamento espectral do coeficiente de atenuação de uma fibra óptica standard. GUIA TÉCNICO 237 CAPÍTULO V 5.2.1.2.3 - Dispersão cromática As várias componentes espectrais de um sinal óptico percorrem a mesma distância ao longo de uma fibra óptica em intervalos de tempo distintos. Numa fibra óptica multimodo este fenómeno é explicado pela propagação em diferentes modos com geometria de propagação distinta: dispersão inter-modal. No caso particular da propagação de um único modo – fibras monomodo, a dispersão do sinal resulta de aspectos intra-modais: Dispersão material e dispersão do guia de onda. A dispersão material está associada à natureza multi-cromática de um determinado sinal óptico que se propaga ao longo de uma fibra. Como cada componente espectral deste sinal “vê” a fibra com um índice de refracção específico, a velocidade de propagação não é constante para a gama de comprimentos de onda em questão. Assim cada componente espectral deste sinal demora um determinado tempo a percorrer a via óptica, provocando o alargamento temporal do mesmo. A dispersão do guia de onda é determinada pela fracção de luz propagada através da bainha, e como o índice de refracção da bainha é diferente do índice de refracção do núcleo, então os modos propagadores nestas duas regiões viajam com velocidade distintas. A dispersão total para uma fibra monomodo é dada pelo somatório destes dois tipos de dispersão (Figura 30). Figura 30 - Comportamento espectral das componentes da dispersão cromática. 5.2.1.2.4 - Dispersão modal de polarização (PMD) Uma fibra óptica concebida para a propagação de um único modo (modo fundamental) não é verdadeiramente monomodo, já que na realidade esta fibra suporta dois modos degenerados polarizados num plano ortogonal ao eixo da fibra (Figura 31). 238 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Numa situação ideal a fibra óptica seria um guia de onda com uma simetria perfeitamente circular e com um perfil de índices de refracção uniforme ao longo de toda a sua extensão. Na realidade as imperfeições inerentes ao processo de fabrico, bem como vários aspectos físicos (temperatura, tensões mecânicas,...) presentes ao longo do tempo de vida do cabo de fibra óptica, determinam um comportamento aleatório destas assimetrias. Assim os dois modos polarizados em planos ortogonais propagam-se com velocidades distintas, determinadas pela diferença entre os índices de refracção efectivos nestes dois planos. Esta diferença é conhecida por birrefringência: B =n x −n y (6) ni representa o índice de refracção efectivo no plano i. A diferença entre as velocidades de propagação dos dois modos, determina um atraso temporal ∆τ entre os dois ao fim de um percurso óptico com uma extensão L: ∆τ = L L − = L ∆β vgx vg y (7) onde vgi: velocidade de grupo no eixo i ∆β: variação da constante de propagação associada à birrefringência. Figura 31 - A perspectiva de uma fibra óptica como uma sequência aleatória de vários elementoscom uma determinada birrefringência. GUIA TÉCNICO 239 CAPÍTULO V Como uma fibra óptica real pode ser considerada uma sequência aleatória de elementos com um birrefringência específica (Figura 31), a dispersão dos modos de polarização (PMD) resulta de uma análise estatística do comportamento de ∆τ. Devido ao seu carácter estatístico, o atraso entre os dois modos de polarização não tem um comportamento linear relativamente ao comprimento da fibra. Assim a unidade indicada para o valor do PMD é dada em ps/√km. Os efeitos mais nefastos do PMD resultam do alargamento dos impulsos ópticos num sistema de telecomunicações digitais por fibra óptica. Este fenómeno pode provocar interferências inter-digitais, resultando num aumento significativo do BER (“Bit-error-rate”). Uma boa regra para evitar este tipo de situações consiste em manter o valor de ∆τ em níveis inferiores a 10% do período do bit. O gráfico 22 apresenta os níveis máximos de dispersão para vários tributários de uma arquitectura SDH (“Synchronous Digital Hierarchy”). Gráfico 22 - Dispersão máxima para várias taxas de débito. 5.2.1.3 - Evolução da fibra óptica A explosão do número de utilizadores da Internet em meados nos anos 90, desencadeou nos operadores de telecomunicações uma procura de soluções que permitissem optimizar a capacidade das fibras e a redução do número de conversores óptico/eléctrico/óptico nas rotas implementadas. Numa fibra monomodo standard (ITU-T G.652) os valores mais baixo de atenuação encontram-se na janela de 1550 nm, enquanto que os níveis de dispersão cromática são mínimos na janela de 1310 nm. Assim, e embora a janela de 1550 nm permita reduzir o número de amplificadores de sinal em relação à janela de 1310 nm, esta última garante um maior débito (maior 240 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS número de canais) para uma mesma distância entre regeneradores de sinal. A situação ideal seria conciliar numa mesma janela estas duas valências. A primeira abordagem surgiu com a fibra monomodo com dispersão deslocada (ITU-T G.653), cuja construção permitia deslocar para a janela de 1550 nm os comprimentos de onda com dispersão cromática nula (Figura 32). Figura 32 - Curvas de dispersão – fibra monomodo standard e com dispersão deslocada. O advento da tecnologia de amplificadores em fibra dopada com Érbio (EDFA) e a utilização de arquitecturas com multiplexagem em comprimento de onda (WDM), permitiu aumentar significativamente a distância entre os conversores óptico/eléctrico, e um melhor aproveitamento da largura de banda, respectivamente. No entanto o resultado da conjugação destas duas tecnologias, revelou-se incompatível com a utilização das fibras ópticas monomodo com dispersão deslocada. Isto porque os efeitos não lineares associados aos elevados níveis de potência óptica gerados pelos EDFAs, revelaram-se incompatíveis com a utilização de arquitecturas WDM e particularmente DWDM (“Dense Wavelength Division Multiplexing”). De todos os efeitos não lineares, o fenómeno conhecido como “Four Wave Mixing” (FWM) é o mais prejudicial para arquitecturas DWDM com canais equiespaçados. Este fenómeno é responsável pelo aparecimento de réplicas da sequência dos canais originais deslocadas em comprimento de onda (Figura 33). Os efeitos são particularmente acentuados quando os novos canais se propagam à mesma velocidade dos canais originais, situação natural quando a distribuição espectral destes canais coincide com a janela de dispersão cromática nula. GUIA TÉCNICO 241 CAPÍTULO V Figura 33 - Sistema de 6 canais DWDM a 100 GHz. Os canais a 1530 nm e 1531.6 nm estão a tracejado de forma a visualizar os sinais parasitas gerados por FWM (mais claro). Com o intuito de minimizar estes efeitos, surgiu em meados dos anos 90 uma nova fibra monomodo com dispersão deslocada, mas com o comprimento de onda de dispersão nula deslocado da zona de operação – NZDSF (“Non-Zero Dispersion Shifted Fiber”). Neste tipo de fibra óptica o comprimento de onda de corte de dispersão cromática nula é desviado da gama de funcionamento dos EDFA, de forma a introduzir uma ligeira dispersão suficiente para limitar fenómenos como o FWM (Figura 34). Figura 34: Dispersão cromática deslocada para a janela de 1550 nm. Mais recentemente o desenvolvimento de uma nova versão da NZDSF com um maior núcleo LCF (“Large Core Fibers”), permitiu uma redução adicional dos efeitos não lineares através da diminuição da densidade de potência no núcleo das fibras. 242 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 5.2.2 - Fundamentos de reflectometria óptica temporal (OTDR) 5.2.2.1 - Introdução Desde o seu aparecimento na década de 70, o OTDR (“Optical Time Domain Reflectometer”) tornou-se um dos instrumentos mais versáteis na caracterização de fibras e redes ópticas. O seu funcionamento pode ser entendido como um “radar” óptico que envia impulsos de luz para uma fibra óptica, para depois recolher informação de uma pequena fracção dessa luz que é reflectida na sua direcção. A informação obtida desta forma permite elaborar um diagrama da potência óptica reflectida em função da distância. O OTDR determina a posição do acontecimento reflectivo a partir tempo de vôo dos impulsos de luz (OTDR→acontecimento→OTDR), e do valor da velocidade de propagação da luz na fibra (determinada pelo conhecimento do índice de refracção do núcleo da fibra): L= ct 2n (1) onde: t – tempo de vôo do impulso óptico, c – velocidade da luz no vazio ( ≅ 3 × 10 8 m s ), e n – índice de refracção da fibra. O diagrama da distribuição espacial de potência óptica é frequentemente denominado por padrão de “backscatter”, ou “assinatura” do percurso óptico. 5.2.2.2 - Princípio de funcionamento Uma fonte de luz (LASER) envia impulsos de luz de alta potência e curta duração (10 ns – 10 µs), para a fibra óptica a testar. Uma fracção muito pequena desta radiação é reflectida na direcção do OTDR onde é captada por um detector de elevada sensibilidade (Figura 35). Figura 35. Diagrama de blocos genérico de um OTDR. GUIA TÉCNICO 243 CAPÍTULO V O monitor do OTDR mostra a curva da potência reflectida em função da distância. A partir desta distribuição espacial de potência é possivel calcular a perda introduzida entre dois pontos, e o valor do coeficiente de atenuação (obtido pela razão: perda de potência/distância). A Figura 36 mostra um padrão de “backscatter” genérico, no qual podemos distinguir dois tipos de acontecimentos: os reflectivos - associados a descontinuidades do índice de refracção que provocam reflexões de Fresnel (conectores, interfaces fibra-ar, etc); e os não-reflectivos – acontecimentos responsáveis pela introdução de perdas num percurso óptico sem descontinuidades (micro-curvaturas, juntas por fusão, etc). Figura 36 - Alguns dos acontecimentos mais vulgares numa fibra óptica, e respectivas assinaturas no padrão de “backscatter”. A ligação entre estes acontecimentos é feita por patamares de decaimento uniforme de potência óptica, provocados por um fenómeno de dispersão de luz que está na base do princípio de funcionamento do próprio OTDR. A diferença entre os níveis de potência destes patamares imediatamente antes e depois de um dado acontecimento determina o valor da perda introduzida (Figura 37). 244 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Figura 37. “Assinatura” característica de um acontecimento não reflectivo (p.e. junta por fusão). 5.2.2.3 - Parâmetros que condicionam a medição 5.2.2.3.1. Banda dinâmica A banda dinâmica é uma espécie de figura de mérito utilizada para indicar a capacidade de medida de um OTDR. Uma banda dinâmica superior permite monitorar troços de fibra mais longos, e consequentemente detectar acontecimentos normalmente ocultados pelo ruído electrónico. Por definição a banda dinâmica para um dado comprimento de onda de funcionamento e largura dos impulsos ópticos, corresponde à diferença (em décibeis) entre o nível inicial da potência óptica reflectida e o patamar de ruído. Esta diferença pode ser especificada em relação ao valor RMS (“root-mean-square”) do patamar de ruído ou em relação ao seu valor de pico (Figura 38). Figura 38 - Padrão de “backscatter” registado num OTDR sem banda dinâmica suficiente. GUIA TÉCNICO 245 CAPÍTULO V A figura 38 mostra um padrão de “backscatter”, no qual a diferença entre o nível do sinal reflectido pela extremidade da fibra mais afastada do OTDR e o patamar de ruído, é de tal maneira reduzida que não permite tirar conclusões fundamentadas em relação a possíveis acontecimentos nessa zona (por exemplo a junta por fusão situada a 8400 metros do OTDR não é visível). Para optimizar a banda dinâmica de um OTDR é necessário reduzir o patamar de ruído, e/ou aumentar a potência do sinal injectado de forma a melhorar a relação sinal-ruído. No caso do operador do OTDR optar pela primeira solução deverá aumentar a duração do tempo de aquisição, aproveitando desta forma a natureza aleatória do ruído. Na segunda opção o operador deverá aumentar a largura do impulso óptico injectado pelo OTDR na fibra. 5.2.2.3.1.1 - Duração do tempo de aquisição A sequência de impulsos reflectidos permite ao OTDR recolher durante um intervalo de tempo pré-determinado um certo número de valores de potência relativos a várias posições ao longo da fibra. O processador de sinal do OTDR realiza então uma média dos valores correspontes a uma determinada posição enquanto calcula a respectiva localização na fibra. Devido ao seu comportamento aleatório o ruído pode ser atenuado realizando várias médias sobre os vários valores de potência reflectida em função da distância. Desta forma, ao aumentar o tempo de aquisição do OTDR, o operador optimiza a relação sinal-ruído, obtendo um padrão de “backscatter” de melhor qualidade (Figura 39). Figura 39 - O padrão de “backscatter” em função do tempo de aquisição. 5.2.2.3.1.2 - Largura do impulso óptico No ponto anterior foi discutido como a duração do tempo de aquisição pode influenciar a relação sinal-ruído da medição. Uma forma alternativa de obter 246 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS resultados semelhantes, consiste em melhorar o nível da potência óptica que chega ao detector do OTDR, aumentando a potência injectada na fibra. Para tal, o operador deve optimizar as condições de injecção da luz na fibra, prestando particular atenção à qualidade das juntas por conectores ou outros dispositivos que estabelecem a ligação óptica entre o OTDR e a fibra a testar. Depois deste procedimento (efectuado para cada medição) o operador pode ainda selecionar impulsos ópticos de maior duração (Figura 40). Esta opção permite melhorar a relação sinal-ruído sem dispender o tempo exigido pela solução discutida no ponto anterior. No entanto o operador deverá ter em conta a relação de compromisso entre a melhoria da banda dinâmica e a perda de resolução, que esta solução impõe (este problema é discutido no ponto 5.2.2.3.2). Figura 40 - Distribuição espacial de diferentes impulsos ópticos na fibra. 5.2.2.3.2 - Resolução espacial, zona morta Enquanto que a banda dinâmica determina a extensão máxima da fibra a testar, a zona morta define a capacidade do OTDR distinguir dois acontecimentos sucessivos. As zonas mortas representam intervalos de tempo (posteriormente convertidos em distâncias) em que o detector do OTDR permanece saturado. O sistema de detecção óptica do OTDR é concebido para um regime de funcionamento com níveis de potência muito baixos. Assim qualquer acontecimento associado a fortes reflexões (por exemplo, reflexões de Fresnel em juntas por conectores, cortes perfeitos da fibra, etc) provoca um súbito pico de potência que é suficiente para saturar o detector. Após a saturação o detector demora ainda um certo tempo para recuperar, o que aumenta a extensão da zona morta. Existem duas definições para zona morta (Figura 41): (i) zona morta de atenuação: distância entre o ínicio da reflexão e o ponto onde o detector recupera até 0.5 dB em relação ao patamar de “backscatter”. Este é o ponto a partir do qual o OTDR recupera a capacidade de medir a atenuação e as perdas; GUIA TÉCNICO 247 CAPÍTULO V (ii) zona morta de um acontecimento: distância entre o início da reflexão e o ponto onde o detector recupera 1.5 dB em relação ao pico de reflexão. A partir deste ponto o OTDR ainda não consegue medir atenuação mas já é possivel identificar uma segunda reflexão. Figura 41 - Zona morta de um acontecimento reflectivo. A zona morta determina a capacidade do OTDR em distinguir dois acontecimentos sucessivos, definindo desta forma a sua resolução espacial. A resolução espacial de dois pontos consecutivos é definida como: ∆z = τc 2n (2) onde: t – largura do impulso óptico; 8 c – velocidade da luz no vazio ( ≅ 3 × 10 m s ); n – índice de refracção da fibra. No entanto esta expressão só é válida para impulsos ópticos com uma forma rectangular, nos quais a largura determina a resolução máxima. Para determinar o valor exacto da resolução é necessário ter em conta a largura de banda do detector e os intervalos de amostragem. Tal como indica a expressão (2) a resolução espacial é de grosso modo definida pela largura dos impulsos ópticos. Assim para melhorar a resolução do OTDR o operador pode selecionar impulsos mais estreitos, na condição da 248 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS potência óptica associada permitir ainda uma banda dinâmica suficiente para uma medição correcta. Na Figura 42 está representado o resultado da monitorização de uma fibra, com impulsos ópticos de larguras distintas. Os impulsos mais estreitos (Figura 42.a) permitem ao operador distinguir dois acontecimentos próximos, no entanto na última metade da extensão de fibra a relação sinal-ruído degradase consideravelmente. Ao contrário, na Figura 42.b, ao utilizar impulsos mais largos o operador consegue ver a totalidade da fibra, mas os dois acontecimentos vizinhos deixam de ser perceptíveis. Figura 42 - Impulsos mais estreitos (a) garantem melhor resolução mas prejudicam a banda dinâmica; enquanto que os impulsos mais largos optimizam a banda dinâmica mas não permitem ao OTDR distinguir dois acontecimentos vizinhos. Os impulsos ópticos mais largos provocam o aumento das zonas mortas limitando desta forma a capacidade do OTDR distinguir dois acontecimentos muito próximos. 5.2.2.4 - Análise bi-direccional O OTDR apresenta frequentemente valores de atenuação distintos em medicões realizadas nas duas extremidades da mesma fibra. Da mesma forma, é vulgar surgirem no monitor do OTDR juntas por fusão que apresentam um “ganho” e não perda! O que não deixa de ser estranho para um operador de OTDR desprevenido, sensibilizado para o facto da intensidade da luz reflectida diminuir em função da distância. Para um fibra com um perfil de índices de refracção em degrau, e admitindo um comportamento linear na transmissão de potência óptica, a intensidade (S) da luz recolhida pelo OTDR por “Rayleigh scattering” é dada pela seguinte expressão (Brinkmeyer, 1980): GUIA TÉCNICO 249 CAPÍTULO V ⎛ λ ⎞ S = 0.038 ⎜ 2 ⎟ ⎝ n1ω ⎠ 2 (3) em que, l: comprimento de onda, n1: índice de refracção do núcleo da fibra, e w a largura do campo modal. Assim a intensidade do sinal recolhido pelo OTDR depende de factores sujeitos a variações impostas pelas condições ambientais, o que justifica o facto da mesma fibra apresentar valores de coeficiente de atenuação distintos. No caso particular de uma junta entre duas fibras com diâmetros modais ligeiramente diferentes, as condições de reflexão a montante da mesma serão diferentes das condições encontradas a jusante. Quando o factor S da fibra a jusante da junta for superior ao da fibra a montante, então o padrão do OTDR apresentará um “ganho”. Da mesma forma, ao colocar o OTDR na outra extremidade da fibra, o padrão resultante apresentará neste ponto uma perda exagerada (Figura 43). Para eliminar este problema o operador deverá realizar um teste bi-direccional, colocando o OTDR nas duas extremidades da fibra óptica a testar. O valor correcto das perdas na junta por fusão é obtido pela média dos valores obtidos em cada medição. Figura 43 - A influência de diferentes propriedades de “backscattering” no cálculo das perdas em juntas por fusão. Outro tipo de fenómeno vulgar nos testes realizados com um OTDR, é conhecido como acontecimento “0 dB”. Estes acontecimentos são basicamente um “ganho” aparente em que o acréscimo de potência compensa as perdas reais, fazendo desaparecer a junta do padrão de “backscatter” apresentado pelo OTDR. Novamente, um teste bi-direccional permite revelar a localização da junta por fusão. A análise bi-direccional permite ainda detectar acontecimentos até aí ocultados na zona morta de um acontecimento reflectivo. O detector satura com o pico de Fresnel desse acontecimento, fica temporariamente “cego” e não consegue detectar os acontecimentos imediatamente a jusante. 250 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Para além de garantir medições de atenuação mais rigorosas, uma análise bi-direccional permite ainda testar extensões de fibra superiores às permitidas pela banda dinâmica do OTDR disponível. De facto, os padrões obtidos das duas extremidades da fibra, podem ser colocados topo-a-topo de forma a caracterizar a totalidade do troço de fibra óptica (Figura 44). Regra geral o próprio OTDR permite o alinhamento dos acontecimentos registados numa determinada direcção com os obtidos na direcção oposta. Na sequência desta operação, é elaborada uma tabela com os valores médios da atenuação para cada acontecimento, e respectiva localização. Figura 44 - As duas curvas do padrão de “backscatter” de uma fibra, obtidas por um teste bi-direccional. 5.2.2.5 - Ecos Todos os impulsos ópticos que regressam ao OTDR são parcialmente reflectidos no seu conector de entrada, e injectados de novo na fibra a testar. Regra geral estes impulsos são de baixa intensidade sendo eliminados depois de percorridos alguns metros de fibra. Existem no entanto situações que implicam o aparecimento de fortes reflexões de Fresnel, com energia suficiente para serem reflectidas no conector de entrada do OTDR e provocar o aparecimento no padrão de “backscatter” de uma repetição ou eco, localizado numa distância múltipla ao acontecimento reflectivo que a provocou (Figura 45). Estas imagens “fantasma” podem ser eliminadas colocando um gel com índice de refracção semelhante ao do núcleo da fibra (“index matching gel”), nas juntas com descontinuidades físicas responsáveis por reflexões de Fresnel. GUIA TÉCNICO 251 CAPÍTULO V Figura 45 - Uma forte reflexão no ponto A (junta por conectores) provoca o aparecimento de uma imagem “fantasma” no ponto B (situado no dobro da distância de A). 252 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 5.2.3 - O desenho de cabos OPGW e a sua influência no desempenho mecânico das fibras ópticas A componente eléctrica/mecânica dos cabos OPGW deverá prever a salvaguarda do desempenho da componente óptica dos mesmos. Assim a sua concepção deverá minimizar a tensão mecânica nas fibras resultante de fenómenos mecânicos/térmicos. A especificidade do desenho de um cabo OPGW é determinada pela unidade óptica, já que a componente eléctrica/mecânica é normalmente assegurada por uma combinação de fios de liga de alumínio e fios de aço cobertos por uma película de alumínio (ACS). Para um dos mais populares modelos de cabo OPGW, a unidade óptica resulta da introdução no processo de cablagem de um tubo de aço-inox com fibras ópticas, em substituição de um dos fios da(s) camada(s) interior(s) do cabo (p.e. o desenho da Figura 46). Figura 46. Cabo OPGW com tubo de aço-inox com fibras ópticas incorporadas. A cablagem do tubo de aço-inox impõe uma trajectória em hélice para as fibras ópticas. Esta hélice determina a presença de um nível residual de tensão mecânica resultado da curvatura. Para uma espiral com um diâmetro D, a deformação imposta pelo raio de curvatura é dado pela seguinte equação: (1) na qual d representa o diâmetro da fibra de vidro (mm) e P o passo da hélice (mm). A tensão mecânica resultante é: (2) GUIA TÉCNICO 253 CAPÍTULO V Em que E0 representa o módulo de elasticidade inicial da fibra (72 GPa) e α um factor de correcção relativo ao comportamento não-linear da relação tensão/deformação (tipicamente α = 6). A equação 2 permite avaliar o comportamento da tensão na fibra em função do passo de cablagem dos tubos e do diâmetro da respectiva hélice. O diâmetro da hélice descrita pelas fibras no interior do tubo de aço-inox na solução representada na Figura 1 estará dentro do intervalo: 3.65 mm < D < 8.25 mm. Assim para um passo de cablagem entre 90 mm e 130 mm, a tensão mecânica por curvatura nas fibras é representada pelo gráfico 23. Gráfico 23 - Nível de tensão nas fibras em função do passo de cablagem do tubo de aço-inox e diâmetro da hélice, para o cabo OPGW descrito na Figura 46 As gamas de passos de hélice sugeridas, enquadram-se dentro das práticas industriais correntes para este tipo de cabo OPGW, assim como na perspectiva da obtenção de um excesso de fibra relativamente ao comprimento linear do cabo compatível com a margem de alongamento/contracção perspectivado para o cabo durante a sua vida útil. A tensão mecânica nas fibras deve ser mantida abaixo de um nível de segurança definido pelo proof-test das fibras e por processos de fadiga resultantes da propagação de micro-fissuras no vidro. É prática corrente considerar um nível de segurança correspondente a 1/5 do valor do proof-test das fibras. Para fibras submetidas a uma tensão de proof-test de 700 MPa, o nível de tensão nas fibras durante o seu tempo de vida deverá ser mantido abaixo de 140 MPa. O eventual alongamento/deformação das fibras durante o tempo de vida do cabo poderá ser minimizado, dotando a unidade óptica com um excesso de fibra relativamente ao comprimento linear do cabo suficiente para absorver as deformações temporárias e permanentes do mesmo. A redução do passo da hélice dos tubos ópticos permite optimizar o valor do excesso de fibra relativamente ao comprimento linear de cabo. Tal como indica o Gráfico 23, o valor da tensão mecânica introduzida nas fibras ópticas devido à hélice imposta pelos passos de cablagem mais curtos é bastante inferior ao limite de segurança (140 MPa) 254 GUIA TÉCNICO Figura 47 - Diversas composições dos Cabos OPGW Quadro 95 - Características Técnicas dos Cabos OPGW (núcleo óptico em ST) Quadro 94 - Características Técnicas dos Cabos OPGW (núcleo óptico em ACS) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 255 Cabos Isolados de Baixa Tensão C V.III apítulo CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 5.3 - Cabos Isolados de Baixa Tensão 5.3.1 - Cabos com Alma Condutora de Alumínio A – Condutores Cableados (Classe 2) As almas condutoras, circulares ou sectoriais, são normalmente compactadas. A forma sectorial só pode ser utilizada nas secções nominais de pelo menos 25 mm2. B – Condutores maciços (Classe 1) As almas maciças, de secções entre 10 e 35 mm2 devem ser circulares; de secções superiores a 35 mm2 devem ser circulares para cabos monocondutores e circulares ou sectoriais para multicondutores. Há ainda, no caso dos monocondutores, as almas multisectoriais constituídas por 4 perfis sectoriais maciços de 90°, cableados entre si (ex. 4x95=380 mm2 1 - Cabos não Armados do Tipo LVV, LSVV, LXV, LSXV Normas de fabrico: CEI 60502 - 1; HD 603 S1 Tensão estipulada: 0,6 /lkV Figura 48 - Cabos isolados de baixa tensão com alma de Alumínio não armados Descrição: 1- Alma condutora da classe 2 (LVV,LXV) ou da classe 1 (LSVV, LSXV) 2 - Isolamento a PVC (LVV, LSVV) ou a PEX (LXV,LSXV) 3 - Fita cintagem (Poliester) 4 - Bainha exterior em PVC Utilização: Transporte e distribuição de energia. Os cabos LSVV monocondutores encontram grande aplicação nas canalizações de baixa tensão, entre os terminais do transformadores e os quadros gerais de B T. GUIA TÉCNICO 259 CAPÍTULO V Quadro 96 - Características Dimensionais Condutores Multifilares (LVV) Espessura Nominal Secção do Isolamento (mm2) (mm) 1 Condutor 2 Condutores 3 Condutores 4 Condutores Ø Peso Ø Peso Ø Peso Ø (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) Peso (Kg/Km) 16 1,0 10,5 140 18,4 340 19,5 420 21,0 500 25 1,2 12,1 190 21,0 450 23,0 560 23,4 600 35 1,2 13,2 230 18,5 440 21,6 600 24,3 700 50 1,4 14,7 290 21,2 560 25,1 800 28,5 950 70 1,4 16,4 380 24,0 750 27,9 1050 31,8 1200 95 1,6 18,6 480 27,0 970 31,4 1350 36,7 1650 120 1,6 20,2 570 29,0 1150 34,7 1600 39,6 2000 150 1,8 22,0 660 31,9 1400 38,4 2000 44,6 2350 185 2,0 24,6 850 35,4 1700 42,1 2400 49,0 2900 240 2,2 27,4 1050 39,5 2150 47,8 3100 55,5 3800 300 2,4 30,1 1300 44,2 2700 52,6 3800 61,0 4600 400 2,6 33,9 1650 49,6 3300 60,2 4900 69,5 5800 500 2,8 37,2 2000 — — — — — — 630 2,8 42,5 2500 — — — — — — Quadro 97 - Condutores Sólidos (LSVV) Espessura Nominal 260 Secção do Isolamento (mm2) (mm) 1 Condutor 2 Condutores 3 Condutores Ø 4 Condutores Ø Peso Ø Peso Peso Ø (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) Peso (Kg/Km) 16 1,0 10,1 140 13,7 240 15,8 330 17,6 420 25 1,2 11,7 190 16,0 340 18,6 470 20,9 600 35 1,2 12,7 230 17,5 420 20,4 580 23,4 770 50 1,4 14,4 300 20,0 550 23,7 780 27,0 1000 70 1,4 15,9 380 22,5 710 26,4 1000 29,8 1300 95 1,6 17,8 470 25,4 930 30,0 1320 34,4 1750 120 1,6 19,2 570 27,2 1100 32,8 1600 37,2 2100 150 1,8 21,0 690 30,1 1250 36,1 1950 41,9 2600 185 2,0 23,4 850 34,4 1660 39,6 2350 45,7 3200 240 2,2 — — 37,1 2100 45,0 3100 52,0 4100 280 2,4 28,3 — — — — — — 300 2,6 — 41,6 2600 49,4 3750 57,1 5000 380 2,6 31,9 1580 — — — — — — 480 2,8 35,5 2000 — — — — — — 600 2,8 38,4 2350 — — — — — — 740 2,8 42,0 2850 — — — — — — GUIA TÉCNICO 1250 — 80 102 129 151 196 236 276 311 360 423 463 490 561 583 650 668 748 774 854 3,300 2,110 1,550 1,180 0,834 0,626 0,512 0,432 0,363 0,296 0,273 0,253 0,219 0,215 0,190 0,185 0,169 0,161 0,149 Cosϕ=0,8 (4) ∆U=V/A Km Tensão Queda de 67 89 107 129 160 191 218 249 276 325 365 436 510 610 Intensidade (3) Ao Ar Instalação 95 125 150 175 225 270 305 350 390 455 Intensidade (2) Subterrânea Instalação 2 Condutores (5) 0,236 0,263 3,760 2,390 1,750 0,310 0,927 0,687 0,558 0,467 0,387 0,312 Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km Tensão Queda de Instalação 560 470 90 110 130 150 195 235 270 310 355 410 Intensidade (2) Subterrânea 401 334 62 80 93 107 138 169 191 222 254 294 Intensidade (3) Ao Ar Instalação Tensão Queda de 0,204 0,245 3,280 2,090 1,530 1,150 0,821 0,614 0,502 0,424 0,354 0,288 Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km 3 e 4 Condutores (6) (1) - As intensidades de corrente são indicadas para um cabo monopolar sem influências térmicas exteriores. No caso de associações de cabos monopolares (ternos juntivos por exemplo) multiplicar os valores indicados por 0,80. (2) - Temperatura do solo de 20°C. (3) - Temperatura do ambiente de 30°C. (4) - As quedas de tensão são indicadas para uma canalização trifásica. (5) - As intensidades e quedas de tensão são indicadas para uma canalização monofásica. (6) - As intensidades e quedas de tensão são indicadas para uma canalização trifásica. 110 145 180 210 275 330 390 440 505 590 640 685 780 810 910 935 1050 1080 1190 Intensidade Intensidade 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 280 300 380 400 480 500 600 630 740 (3) (2) mm2 Ao Ar Instalação Instalação Subterrânea Secção Nominal 1 Condutor (1) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Quadro 98 - Características Eléctricas dos Cabos: LVV, LSVV GUIA TÉCNICO 261 CAPÍTULO V Quadro 99 - Características Dimensionais Condutores Multifilares (LXV) Espessura Nominal Secção do Isolamento (mm2) (mm) 1 Condutor 2 Condutores 3 Condutores 4 Condutores Ø Peso Ø Peso Ø Peso Ø (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) Peso (Kg/Km) 16 0,7 9,9 125 17,2 333 18,3 409 19,8 485 25 0,9 11,5 169 19,8 441 21,8 547 22,2 582 35 0,9 12,6 206 17,3 423 20,4 574 23,1 665 50 1,0 13,9 256 19,6 538 23,5 767 26,9 906 70 1,1 15,8 343 22,8 723 26,7 1010 30,6 1147 95 1,1 17,6 425 25,0 940 29,4 1305 34,7 1590 120 1,2 19,4 513 27,4 1108 30,1 1537 38,0 1916 150 1,4 21,2 592 30,3 1352 36,8 1928 43,0 2254 185 1,6 23,8 768 33,8 1632 40,5 2298 47,4 2764 240 1,7 26,4 943 37,5 2076 45,8 2989 53,5 3652 300 1,8 28,9 1166 41,8 2586 50,2 3629 58,6 4372 400 2,0 32,7 1490 47,2 3136 57,8 4654 67,1 5472 500 2,2 36,0 1806 — — — — — — 630 2,4 41,7 2302 — — — — — — Quadro 100 - Condutores Sólidos (LSXV) Espessura Nominal 262 Secção do Isolamento (mm2) (mm) 1 Condutor 2 Condutores 3 Condutores 4 Condutores Ø Peso Ø Peso Ø Peso Ø (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) Peso (Kg/Km) 16 0,7 9,5 126 12,5 212 14,6 288 16,4 364 25 0,9 11,1 170 14,8 300 17,4 410 19,7 520 35 0,9 12,2 207 16,3 374 19,2 511 22,2 678 50 1,0 13,6 267 18,4 484 22,1 681 25,4 868 70 1,1 15,3 345 21,3 640 25,2 895 28,6 1160 1538 95 1,1 16,8 417 23,4 824 28,0 1261 32,4 120 1,2 18,4 516 25,6 992 31,2 1438 35,6 1884 150 1,4 20,2 624 28,5 1118 34,5 1752 40,3 2336 185 1,6 22,6 771 32,0 1502 38,0 2113 44,1 2884 240 1,7 — — 35,1 1896 43,0 2794 50,0 3692 280 1,8 27,1 1125 — — — — — — 300 1,8 — — 39,2 2350 47,0 3375 54,7 4500 380 2,0 30,7 1427 — — — — — — 480 2,2 34,3 1820 — — — — — — 600 2,4 37,6 2170 — — — — — — 740 2,6 41,2 2626 — — — — — — GUIA TÉCNICO 105 135 166 205 260 321 375 432 500 603 658 697 810 829 936 963 1015 1050 1175 3,500 2,240 1,650 1,290 0,883 0,662 0,540 0,455 0,381 0,315 0,285 0,271 0,228 0,224 0,197 0,191 0,174 0,160 0,138 Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km Tensão Queda de 91 108 135 164 211 257 300 346 397 470 543 520 Intensidade (3) Ao Ar Instalação 104 133 160 188 233 275 314 359 398 458 Intensidade (2) Subterrânea Instalação 2 Condutores (5) 0,293 4,000 2,550 1,860 1,390 0,984 0,728 0,590 0,494 0,371 0,328 Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km Tensão Queda de Instalação 440 87 110 134 160 197 234 266 300 337 388 Intensidade (2) Subterrânea 497 79 98 122 149 192 235 273 316 363 430 Intensidade (3) Ao Ar Instalação Tensão Queda de 0,248 3,490 2,230 1,630 1,220 0,870 0,651 0,530 0,447 0,372 0,303 Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km 3 e 4 Condutores (6) (1) - As intensidades de corrente são indicadas para um cabo monopolar sem influências térmicas exteriores. No caso de associações de cabos monopolares (ternos juntivos por exemplo) multiplicar os valores indicados por 0,80. (2) - Temperatura do solo de 20°C. (3) - Temperatura do ambiente de 30°C. (4) - As quedas de tensão são indicadas para uma canalização trifásica. (5) - As intensidades e quedas de tensão são indicadas para uma canalização monofásica. (6) - As intensidades e quedas de tensão são indicadas para uma canalização trifásica. 180 215 257 315 377 430 482 545 640 690 725 820 835 922 950 1005 1035 1150 Intensidade Intensidade 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 280 300 380 400 480 500 600 630 740 (3) (2) mm2 Ao Ar Instalação Instalação Subterrânea Secção Nominal 1 Condutor (1) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Quadro 101 - Características Eléctricas dos Cabos: LXV, LSXV GUIA TÉCNICO 263 CAPÍTULO V 2 - Cabos Armados do Tipo LVAV, LSVAV, LXAV, LSXAV Norma de fabrico: CEI 60502 - 1; HD 603 S1 Tensão estipulada: 0,6 / lkV Figura 49 - Cabos isolados de baixa tensão com alma de Alumínio armados Descrição: 1 - Alma condutora da classe 2 (LVAV, LXAV) ou da classe 1 (LSVAV, LSXAV) 2 - Isolamento a PVC (LVAV, LSVAV) ou a PEX (LXAV, LSXAV) 3 - Fita de cintagem (Poliester) 4 - Bainha interior de PVC 5 - Armadura de fitas de aço 6 - Bainha exterior de PVC Utilização: Transporte e distribuição de energia. Próprias para canalização enterrada. 264 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Quadro 102 - Características Dimensionais Condutores Multifiliares (LVAV) Espessura Nominal Secção do Isolamento (mm2) (mm) 1 Condutor* 2 Condutores 3 Condutores 4 Condutores Ø Peso Ø Peso Ø Peso Ø (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) Peso (Kg/Km) 16 1,0 13,2 250 21,3 650 23,2 880 25,4 940 25 1,2 14,8 320 24,5 980 27,1 1200 29,3 1200 35 1,2 17,1 500 23,5 920 26,6 1150 29,4 1300 50 1,4 18,6 620 26,3 1100 30,0 1450 33,2 1650 70 1,4 20,3 730 28,6 1300 32,8 1700 39,0 2400 95 1,4 23,3 900 32,1 1650 38,8 2600 43,4 3000 120 1,6 24,9 1050 34,8 1900 41,7 3000 47,8 3600 150 1,8 27,1 1250 39,3 2600 46,2 3500 52,0 4050 185 2,0 29,3 1450 43,2 3100 50,5 4200 57,6 5000 240 2,2 32,1 1700 47,8 3800 56,8 5100 64,1 6100 300 2,4 36,4 2100 52,6 4500 61,4 6000 70,2 7200 400 2,6 40,5 2900 58.4 5400 68,9 7400 78,5 8700 500 2,8 44,0 3400 — — — — — — 630 2,8 50,3 4200 — — — — — — *Cabo com armadura amagnética em caso de tensão alternada. Quadro 103 - Condutores Sólidos (LSVAV) Espessura Nominal Secção do Isolamento (mm2) (mm) 1 Condutor* 2 Condutores 3 Condutores 4 Condutores Ø Peso Ø Peso Ø Peso Ø (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) Peso (Kg/Km) 16 1,0 12,8 250 17,6 540 21,7 780 22,7 880 25 1,2 14,6 310 19,8 690 24,6 1000 26,0 1150 35 1,2 16,6 500 22,6 870 25,5 1100 28,1 1350 50 1,4 18,3 610 25,1 1050 28,6 1350 31,8 1650 70 1,4 19,8 720 27,2 1250 31,1 1650 37,1 2500 95 1,6 22,5 900 30,5 1550 37,2 2500 41,2 3050 120 1,6 23,9 1050 33,1 1850 39,6 2850 45,4 3650 150 1,8 26,1 1200 36,9 2500 43,8 3400 49,3 4200 185 2,0 28,2 1400 41,0 3000 47,8 4000 54,5 5100 240 2,2 — — 45,3 3600 53,2 4900 60,6 6300 280 2,4 33,0 1900 — — — — — — 300 2,4 — — 49,8 4300 58,0 5900 66,1 7400 380 2,6 39,1 2800 — — — — — — 480 2,8 42,3 3300 — — — — — — 600 2,8 45,2 3800 — — — — — — 740 2,8 49,8 4500 — — — — — — *Cabo com armadura amagnética em caso de tensão alternada. GUIA TÉCNICO 265 266 GUIA TÉCNICO 80 102 129 151 196 236 276 311 360 423 463 490 561 583 650 668 748 774 854 3,300 2,110 1,550 1,180 0,834 0,626 0,512 0,432 0,363 0,296 0,273 0,253 0,219 0,215 0,190 0,185 0,169 0,161 0,149 Cosϕ=0,8 (4) ∆U=V/A Km Tensão Queda de 67 89 107 129 160 191 218 249 276 325 365 436 510 610 Intensidade (3) Ao Ar Instalação 95 125 150 175 225 270 305 350 390 455 Intensidade (2) Subterrânea Instalação 2 Condutores (5) 0,236 0,263 3,760 2,390 1,750 0,310 0,927 0,687 0,558 0,467 0,387 0,312 Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km Tensão Queda de Instalação 560 470 90 110 130 150 195 235 270 310 355 410 Intensidade (2) Subterrânea 401 334 62 80 93 107 138 169 191 222 254 294 Intensidade (3) Ao Ar Instalação Tensão Queda de 0,204 0,245 3,280 2,090 1,530 1,150 0,821 0,614 0,502 0,424 0,354 0,288 Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km 3 e 4 Condutores (6) (1) - As intensidades de corrente são indicadas para um cabo monopolar sem influências térmicas exteriores. No caso de associações de cabos monopolares (ternos juntivos por exemplo) multiplicar os valores indicados por 0,80. (2) - Temperatura do solo de 20°C. (3) - Temperatura do ambiente de 30°C. (4) - As quedas de tensão são indicadas para uma canalização trifásica. (5) - As intensidades e quedas de tensão são indicadas para uma canalização monofásica. (6) - As intensidades e quedas de tensão são indicadas para uma canalização trifásica. 110 145 180 210 275 330 390 440 505 590 640 685 780 810 910 935 1050 1080 1190 Intensidade Intensidade 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 280 300 380 400 480 500 600 630 740 (3) (2) mm2 Ao Ar Instalação Instalação Subterrânea Secção Nominal 1 Condutor (1) CAPÍTULO V Quadro 104 - Características Eléctricas dos Cabos: LVAV, LSVAV CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Quadro 105 - Características Dimensionais Condutores Multifilares (LXAV) Espessura Nominal Secção (mm2) 1 Condutor* 2 Condutores 3 Condutores 4 Condutores do Isolamento (mm) Ø Peso Ø Peso Ø Peso Ø Peso (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) 16 0,7 12,6 235 20,1 620 22,0 835 24,2 880 25 0,9 14,2 299 23,3 938 25,9 1137 27,1 1116 35 0,9 16,5 476 22,3 872 25,4 1078 28,2 1204 50 1,0 17,8 586 24,7 1032 28,4 1348 31,6 1514 70 1,1 19,7 693 27,4 1226 31,6 1589 37,8 2252 95 1,1 22,7 845 20,9 1540 37,6 2435 42,2 2780 120 1,2 24,1 993 33,2 1786 40,1 2829 46,6 3372 150 1,4 26,3 1182 37,7 2464 45,4 3296 51,2 3778 185 1,6 28,5 1368 41,6 2936 48,9 3954 56,0 4672 240 1,7 31,1 1593 45,8 3586 54,8 4779 62,1 5672 300 1,8 35,2 1966 50,2 4232 59,0 5598 67,8 6664 400 2,0 39,3 2740 56,0 5080 66,5 6920 76,1 8060 500 2,2 42,8 3206 630 2,4 49,5 3804 *Cabo com armadura amagnética em caso de tensão alternada. Quadro 106 - Condutores Sólidos (LSXAV) Espessura Nominal Secção do Isolamento (mm2) (mm) 1 Condutor* 2 Condutores Peso 3 Condutores 4 Condutores Ø Peso Ø Ø Peso Ø (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) Peso (Kg/Km) 16 0,7 12,2 236 16,4 512 20,5 738 21,5 824 25 0,9 13,4 290 18,6 650 23,4 940 24,8 1070 35 0,9 16,0 477 21,4 824 24,3 1031 26,9 1258 50 1,0 17,5 577 23,5 984 27,0 1251 30,2 1518 70 1,1 18,2 685 26,0 1180 29,9 1545 35,9 2360 95 1,1 21,9 847 29,9 1444 36,0 2341 40,0 2838 120 1,2 23,1 996 31,5 1742 38,0 2688 43,8 3434 150 1,4 25,3 1134 35,3 2368 42,2 3202 47,7 3936 185 1,6 27,4 1321 39,4 2842 46,2 3763 52,9 4784 240 1,7 43,3 3396 51,2 4594 58,6 5892 280 1,8 31,8 1775 300 1,8 47,4 4050 55,6 5225 63,7 6900 380 2,0 37,9 2647 480 2,2 41,1 3120 600 2,4 44,4 3620 740 2,6 49,4 4276 *Cabo com armadura amagnética em caso de tensão alternada. GUIA TÉCNICO 267 268 GUIA TÉCNICO 105 135 166 205 260 321 375 432 500 603 658 697 810 829 936 963 1015 1050 1175 3,500 2,240 1,650 1,290 0,883 0,662 0,540 0,455 0,381 0,315 0,285 0,271 0,228 0,224 0,197 0,191 0,174 0,160 0,138 Cosϕ=0,8 (4) ∆U=V/A Km Tensão Queda de 91 108 135 164 211 257 300 346 397 470 543 520 Intensidade (3) Ao Ar Instalação 104 133 160 188 233 275 314 359 398 458 Intensidade (2) Subterrânea Instalação 2 Condutores (5) 0,293 4,000 2,550 1,860 1,390 0,984 0,728 0,590 0,494 0,371 0,328 Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km Tensão Queda de Instalação 440 87 110 134 160 197 234 266 300 337 388 Intensidade (2) Subterrânea 497 79 98 122 149 192 235 273 316 363 430 Intensidade (3) Ao Ar Instalação 3 e 4 Condutores (6) 0,248 3,490 2,230 1,630 1,220 0,870 0,651 0,530 0,447 0,372 0,303 Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km Tensão Queda de (1) - As intensidades de corrente são indicadas para um cabo monopolar sem influências térmicas exteriores. No caso de associações de cabos monopolares (ternos juntivos por exemplo) multiplicar os valores indicados por 0,80. (2) - Temperatura do solo de 20°C. (3) - Temperatura do ambiente de 30°C. (4) - As quedas de tensão são indicadas para uma canalização trifásica. (5) - As intensidades e quedas de tensão são indicadas para uma canalização monofásica. (6) - As intensidades e quedas de tensão são indicadas para uma canalização trifásica. 180 215 257 315 377 430 482 545 640 690 725 820 835 922 950 1005 1035 1150 Intensidade Intensidade 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 280 300 380 400 480 500 600 630 740 (3) (2) mm2 Ao Ar Instalação Instalação Subterrânea Secção Nominal 1 Condutor (1) CAPÍTULO V Quadro 107 - Características Eléctricas dos Cabos: LXAV, LSXAV CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 5.3.2 - Cabos com Alma Condutora de Cobre A – Condutores Cableados (Classe 2) As almas condutoras, circulares ou sectoriais, são normalmente compactadas. A forma sectorial só pode ser utilizada nas secções nominais de pelo menos 25 mm2. B – Condutores maciços (Classe 1) As almas condutoras de cobre devem utilizar cobre recozido, nu ou revestido de camada metálica (ex. estanho). As almas de cobre maciço devem ser circulares 1 - Cabos não Armados Tipo VV, XV, e Armados do Tipo VAV, XAV Normas de fabrico: CEI 60502 - 1; HD 603 S1 Tensão estipulada: 0,6/ lkV Descrição: 1 - Alma condutora da classe 2 2 - Isolamento a PVC (VV) ou PEX (XV) 3 - Fita de cintagem (Poliester) 4 - Bainha exterior de PVC Figura 50 - Cabos não armados Utilização: Transporte e distribuição de energia. Descrição: 1 - Alma condutora da classe 2 2 - Isolamento a PVC (VAV) ou PEX (XAV) 3 - Bainha interior de PVC 4 - Armadura 5 - Bainha exterior de PVC Figura 51 - Cabos armado Utilização: Transporte e distribuição de energia. Próprios para canalização enterrada. GUIA TÉCNICO 269 CAPÍTULO V Quadro 108 - Características Dimensionais Cabos Não Armados (VV) Secção (mm2) Espessura Nominal do Isolamento (mm) 1 Condutor 2 Condutores Ø Peso (mm) (Kg/Km) Ø (mm) 3 Condutores 4 Condutores Peso Ø Peso Ø (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) Peso (Kg/Km) 1,5 0,8 5,8 50 10 130 10,5 155 11,2 180 2,5 0,8 6,2 60 10,8 170 11,3 200 12,2 245 4 1,0 7,1 85 12,6 230 13,3 290 14,4 340 6 1,0 7,6 105 13,6 300 14,4 360 15,6 440 10 1,0 8,9 155 16,8 450 17,8 560 19,3 700 16 1,0 9,9 220 18,8 620 19,8 780 21,1 900 25 1,2 11,6 340 22,2 900 23,6 1150 25,0 1320 35 1,2 12,3 420 18,4 850 21,6 1240 24,3 1450 50 1,4 13,9 550 21,2 1150 24,9 1650 28,3 1960 70 1,4 15,7 770 23,7 1550 27,9 2250 31,8 2650 95 1,6 17,5 1050 27,0 2100 31,9 3120 36,6 3660 120 1,6 19,7 1300 29,3 2600 34,7 3850 39,9 4550 150 1,8 21,4 1580 32,5 3200 38,8 4720 44,2 5150 185 2,0 23,9 1830 36,0 4000 42,9 5900 49,0 7000 240 2,2 27,0 2550 40,5 5100 48,2 7600 55,2 8900 300 2,4 29,8 3200 44,6 6400 53,4 9450 61,2 11100 400 2,6 33,2 4050 50,6 8450 60,5 12400 69,1 14450 500 2,8 36,8 5000 — — — — — — Quadro 109 - Cabos Armados (VAV) Secção (mm2) Espessura Nominal do Isolamento (mm) 1 Condutor* 2 Condutores Ø Peso (mm) (Kg/Km) Ø (mm) 4 Condutores Peso Ø Peso Ø (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) Peso (Kg/Km) 1,5 0,8 — — 13,3 260 13,8 290 14,6 330 2,5 0,8 — — 14,1 310 14,6 340 15,5 390 4 1,0 — — 15,9 390 16,6 450 17,7 520 6 1,0 — — 16,9 470 17,7 540 18,9 640 10 1,0 13,4 310 19,5 630 20,5 750 22,1 900 16 1,0 14,6 380 21,5 820 22,6 1000 23,9 1080 25 1,2 16,2 520 25,1 1160 26,5 1410 27,8 1530 35 1,2 16,8 620 22,0 960 25,2 1550 28,0 1800 50 1,4 18,4 780 24,9 1430 28,8 2000 32,2 2390 70 1,4 20,0 1000 27,4 1880 31,8 2660 35,7 3150 95 1,6 22,1 1310 31,9 2800 37,2 3950 41,7 4600 120 1,6 23,8 1580 34,2 3340 40,2 4750 46,7 5720 150 1,8 25,5 1900 37,8 4050 44,3 5700 49,6 6700 185 2,0 27,8 2300 41,3 4900 48,4 6980 54,7 8270 240 2,2 30,9 2950 46,0 6200 53,9 8900 61,0 9750 300 2,4 33,7 3600 50,5 7650 59,3 10900 67,0 12850 400 2,6 38,3 4900 56,7 9800 67,0 14200 75,6 16500 500 2,8 41,9 6000 — — — — — — *Cabo com armadura amagnética em caso de tensão alternada. 270 3 Condutores GUIA TÉCNICO A A 23 31 42 52 74 96 127 158 184 242 290 343 387 444 523 602 721 822 20,200 12,400 7,770 5,220 3,140 2,020 1,310 0,963 0,734 0,533 0,406 0,340 0,299 0,250 0,210 0,183 0,160 0,140 (4) Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km Tensão Queda de 30 40 50 65 90 120 155 185 220 280 335 380 435 490 570 640 760 A Intensidade (2) Subterrânea Instalação 14,5 19 26 35 44 61 83 110 132 158 198 237 268 308 343 400 448 536 A Intensidade (3) Ao Ar Instalação 2 Condutores (5) 34,800 23,300 14,300 8,940 6,000 3,600 2,300 1,480 1,080 0,822 0,589 0,443 0,368 0,313 0,265 0,218 0,188 0,164 Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km Tensão Queda de Instalação 25 35 45 60 80 110 135 165 190 245 295 340 390 445 515 590 700 A Intensidade (2) Subterrânea 13 17 24 31 42 57 79 96 114 132 171 206 237 272 312 360 413 492 A Intensidade (3) Ao Ar Instalação 3 e 4 Condutores (6) 30,100 20,200 12,400 7,740 5,190 3,120 1,990 1,280 0,946 0,718 0,520 0,393 0,326 0,279 0,238 0,198 0,172 0,150 Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km Tensão Queda de (1) - As intensidades de corrente são indicadas para um cabo monopolar sem influências térmicas exteriores. No caso de associações de cabos monopolares (ternos juntivos por exemplo) multiplicar os valores indicados por 0,80. (2) - Temperatura do solo de 20°C. (3) - Temperatura do ambiente de 30°C. (4) - As quedas de tensão são indicadas para uma canalização trifásica. (5) - As intensidades e quedas de tensão são indicadas para uma canalização monofásica. (6) - As intensidades e quedas de tensão são indicadas para uma canalização trifásica. 34 45 60 75 105 135 180 225 260 345 410 485 550 630 740 855 1015 1170 Intensidade Intensidade 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 (3) (2) mm2 Ao Ar Instalação Instalação Subterrânea Secção Nominal 1 Condutor (1) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Quadro 110 - Características Eléctricas dos Cabos: VV, VAV GUIA TÉCNICO 271 CAPÍTULO V Quadro 111 - Características Dimensionais Cabos Não Armados (XV) Secção (mm2) Espessura Nominal do Isolamento (mm) 1 Condutor 2 Condutores 3 Condutores 4 Condutores Ø Peso Ø Peso Ø Peso Ø (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) Peso (Kg/Km) 1,5 0,7 5,7 47 9,8 123 10,3 144 11,0 165 2,5 0,7 6,1 56 10,8 170 11,1 187 12,0 227 4 0,7 6,8 77 12,6 230 12,7 264 13,8 305 6 0,7 7,3 94 13,6 300 13,8 327 15,0 396 10 0,7 8,6 142 16,8 450 17,2 520 18,7 647 16 0,7 9,9 205 18,8 620 18,3 735 19,8 840 25 0,9 11,5 319 22,2 900 22,4 1087 23,8 1236 35 0,9 12,6 396 18,4 850 20,4 1168 23,1 1354 50 1,0 13,9 516 21,2 1150 23,5 1548 26,9 1824 70 1,1 15,8 733 23,7 1550 26,7 2139 30,6 2502 95 1,1 17,6 995 27,0 2100 29,4 2955 34,7 3440 120 1,2 19,4 1243 29,3 2600 30,1 3675 38,0 4332 150 1,4 221,2 1512 32,5 3200 36,8 4516 43,0 4878 185 1,6 23,8 1830 36,0 4000 40,5 5654 47,4 6672 240 1,7 26,4 2550 40,5 5100 45,8 7279 53,5 8472 300 1,8 28,9 3200 44,6 6400 50,2 9048 58,6 10564 400 2,0 32,7 4050 50,6 8450 57,8 11920 67,1 13810 500 2,2 36,0 5000 Quadro 112 - Cabos Armados (XAV) Secção (mm2) Espessura Nominal do Isolamento (mm) 1 Condutor* 2 Condutores 4 Condutores Ø Peso Ø Peso Ø Peso Ø (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) (mm) (Kg/Km) Peso 1,5 0,7 13,1 253 13,6 279 14,4 315 2,5 0,7 13,9 301 14,4 327 15,3 372 4 0,7 15,3 373 16,0 424 17,1 485 6 0,7 16,3 448 17,1 507 18,2 596 10 0,7 13,1 297 18,9 603 19,9 710 21,5 847 16 0,7 14,3 365 20,9 790 22,0 955 23,3 1020 25 0,9 16,1 499 24,9 918 25,3 1347 26,6 1446 35 0,9 16,5 596 21,4 888 25,0 1478 27,4 1704 50 1,0 18,0 746 24,1 1362 28,0 1898 31,4 2254 70 1,1 19,7 963 26,8 1806 31,2 2549 35,1 3002 95 1,1 21,6 1255 30,9 2690 36,2 3785 40,7 4380 120 1,2 23,4 1523 33,4 3226 39,4 4579 45,9 5492 150 1,4 25,1 1832 37,0 3914 43,5 5496 48,8 6428 185 1,6 27,4 2218 40,5 4736 47,6 6734 53,9 7942 240 1,7 30,4 2843 45,0 5986 52,9 8579 60,0 9332 300 1,8 33,3 3466 49,7 7382 58,5 10498 66,2 12314 400 2,0 37,7 4740 55,5 9480 65,8 13720 74,4 15860 500 2,2 41,3 5806 *Cabo com armadura amagnética em caso de tensão alternada. 272 3 Condutores GUIA TÉCNICO A A 24 32 43 57 72 99 131 177 218 266 338 416 487 559 648 779 902 1100 1246 32,10 21,50 13,20 -8,270 5,60 3,340 2,140 1,360 1,020 0,776 0,562 0,427 0,356 0,306 0,261 0,218 0,189 0,165 0,144 (4) Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km Tensão Queda de 32 43 55 68 90 115 149 178 211 259 310 352 396 449 521 A Intensidade (2) Subterrânea Instalação 24 26 35 45 58 80 105 143 176 215 270 335 390 447 514 610 A Intensidade (3) Ao Ar Instalação 2 Condutores (5) 37,00 24,80 15,20 9,510 6,380 3,830 2,440 1,570 1,150 0,870 0,623 0,469 0,387 0,329 0,227 0,228 Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km Tensão Queda de Instalação 30 40 52 64 86 111 143 173 205 252 303 346 390 441 511 A Intensidade (2) Subterrânea 21 24 32 42 53 73 96 130 160 195 247 305 355 407 469 551 A Intensidade (3) Ao Ar Instalação 3 e 4 Condutores (6) 32,00 21,40 13,10 8,240 5,530 3,310 2,110 1,350 1,010 0,774 0,559 0,425 0,353 0,303 0,259 0,215 Cosϕ=0,8 ∆U=V/A Km Tensão Queda de (1) - As intensidades de corrente são indicadas para um cabo monopolar sem influências térmicas exteriores. No caso de associações de cabos monopolares (ternos juntivos por exemplo) multiplicar os valores indicados por 0,80. (2) - Temperatura do solo de 20°C. (3) - Temperatura do ambiente de 30°C. (4) - As quedas de tensão são indicadas para uma canalização trifásica. (5) - As intensidades e quedas de tensão são indicadas para uma canalização monofásica. (6) - As intensidades e quedas de tensão são indicadas para uma canalização trifásica. 48 63 82 103 137 177 229 275 327 402 482 550 618 701 819 931 1073 1223 Intensidade Intensidade 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 (3) (2) mm2 Ao Ar Instalação Instalação Subterrânea Secção Nominal 1 Condutor (1) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Quadro 113 - Características Eléctricas dos Cabos: XV, XAV GUIA TÉCNICO 273 CAPÍTULO V 2 - Cabo do Tipo PT- N07 VA7 V - U (R) (Antiga designação: V H V) Norma de fabrico: NP - 3325 Tensão estipulada: 450 / 750 V Figura 52 - Cabo do Tipo PT- N07 VA7 V - U (R) Descrição: 1) Alma condutora rígida de Cobre 2) Isolamento de PVC 3) Bainha interior de PVC 4) Fios de continuidade em Cobre estanhado S) Blindagem em fita da Alumínio 6) Bainha exterior de PVC Utilização: Transporte e distribuição de energia em edifícios e instalações industriais, comando e sinalização. Montados ao ar livre ou em interiores em caleiras ou condutas. Quadro 114 - Características dos cabos PT- N07 VA7 V - U (R) Os valores de intensidades máximas admissíveis referem-se às condições seguintes: — Regime permanente; — Temperatura ambiente de 30 °C e temperatura máxima junto à alma condutora de 70 °C. 274 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 3 - Cabo do Tipo PT-N05 VV H2-U (Antiga designação: V V D) Norma de fabrico: NP - 3325 Tensão estipulada: 300/500 V Figura 53 - Cabo do Tipo PT-N05 VV H2-U Descrição: 1) Alma condutora rígida de Cobre 2) Isolamento de PVC 3) Bainha exterior de PVC Utilização: Utiliza-se em instalações fixas à vista, no interior de edifícios. Quadro 115 - Características dos cabos PT-N05 VV H2-U Os valores de intensidades máximas admissíveis referem-se às condições seguintes: — Regime permanente; — Temperatura ambiente de 30 °C e temperatura máxima junto à alma condutora de 70 °C. GUIA TÉCNICO 275 CAPÍTULO V 4 - Condutores Tipo H 0 7 V - U (R ou K) Norma de fabrico: NP - 2356 Tensão estipulada: 450 / 750 V Figura 54 - Condutores do Tipo H 0 7 V - U (R ou K) Descrição: 1) Alma condutora da classe 1 (U), da classe 2 (R) ou da classe 5 (K) 2) Isolamento de PVC Utilização: Aplicado na montagem de quadros eléctricos e em interiores de edifícios em instalações embebidas. Quadro 116 - Características dos condutores H 0 7 V - U (R ou K) Os valores de intensidades máximas admissíveis referem-se às condições seguintes: — Regime permanente; — Temperatura ambiente de 30 °C e temperatura máxima junto à alma condutora de 70 °C. A - Caso de condutores, até ao máximo de 3, enfiados no mesmo tubo. B - Caso de condutores instalados ao ar com uma distância entre si inferior ao seu diâmetro exterior. C - Caso de condutores instalados ao ar com uma distância entre si igual ou superior ao seu diâmetro exterior. Nota: H 0 7 V - U Secção ≤10 mm2 H 0 7 V - R Secção ≤ 400 mm2 H 0 7 V - K Secção ≤ 240 mm2 276 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 5 - Condutores do Tipo H 0 5 V - U (K) Norma de fabrico: NP - 2356 Tensão estipulada: 300/500 V Figura 55 - Condutores do Tipo H 0 5 V - U (K) Descrição: 1) Alma condutora da classe 1 (U) ou da classe 5 (K) 2) Isolamento a PVC Utilização: Em instalações fixas protegidas, estabelecidas no interior de aparelhos de utilização. Apropriados para canalizações à vista ou embebidos (protegidos por tubos) para circuitos de sinalização ou controlo. Quadro 117 - Características dos condutores H 0 5 V - U (K) Os valores de intensidades máximas admissíveis referem-se às condições seguintes: — Regime permanente; — Temperatura ambiente de 30 °C e temperatura máxima junto à alma condutora de 70 °C. A - Caso de condutores, até ao máximo de 3, enfiados no mesmo tubo. B - Caso de condutores instalados ao ar com uma distância entre si inferior ao seu diâmetro exterior. C - Caso de condutores instalados ao ar com uma distância entre si igual ou superior ao seu diâmetro exterior. GUIA TÉCNICO 277 CAPÍTULO V 6 - Cabo do Tipo H05 VV - F Norma de fabrico: NP - 2356 Tensão estipulada: 300/500 V Figura 56 - Cabos do Tipo H05VV - F Descrição: 1) Alma condutora flexível de Cobre 2) Isolamento de PVC 3) Bainha exterior de PVC Utilização: Utilizado nas ligações dos aparelhos domésticos, em sinalização e comando. Quadro 118 - Características dos cabos H05 VV - F Os valores de intensidades máximas admissíveis referem-se às condições seguintes: — Regime permanente; — Temperatura ambiente de 30 °C e temperatura máxima junto à alma condutora de 70 °C . 278 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 7 - Cabo do Tipo H03VH - H Norma de fabrico: NP - 2356 Tensão estipulada: 300/300 V Figura 57 - Cabos do Tipo H03VH - H Descrição: 1) Alma condutora da classe 6 2) Isolamento de PVC Utilização: Utilizado nas ligações dos aparelhos domésticos móveis. Quadro 119 - Características dos cabos H03VH - H GUIA TÉCNICO 279 CAPÍTULO V 8 - Cabo do Tipo H03 VV H2 - F Norma de fabrico: NP - 2356 Tensão estipulada: 300/300 V Figura 58 - Cabos do Tipo H03 VV H2 - F Descrição: 1) Alma condutora da classe 5 2) Isolamento a PVC 3) Bainha exterior de PVC Utilização: Em instalações semi-fixas ou móveis em exteriores ou interiores. Utilizado para comando e sinalização. Quadro 120 - Características dos cabos H03 VV H2 - F Os valores de intensidades máximas admissíveis referem-se às condições seguintes: — Regime permanente; — Temperatura ambiente de 30 °C e temperatura máxima junto à alma condutora de 70 °C. 280 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 9 - Cabo do Tipo H03VV - F Norma de fabrico: NP - 2356 Tensão estipulada: 300/300 V Figura 59 - Cabos do Tipo H03VV - F Descrição: 1) Alma condutora flexível de cobre 2) Isolamento de PVC 3) Bainha exterior de PVC Utilização: Utilizado nas ligações dos aparelhos domésticos em sinalização e comando. Quadro 121 - Características dos cabos H03VV - F GUIA TÉCNICO 281 Cabos Isolados Agrupados em Feixe (Torçada) C V.IV apítulo CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 5.4 - Introdução As redes de distribuição aérea de baixa tensão, que eram constituídas em condutores nus de cobre, alumínio ou liga de alumínio, apoiadas em isoladores, foram praticamente substituídas por redes aéreas isoladas, constituídas por «condutores isolados agrupados em feixe (torçadas), do tipo LXS e XS». Há dois sistemas com grande aplicação: «sistema sem neutro tensor» e «sistema com neutro tensor». O sistema sem neutro tensor (figura 60) consiste num feixe de condutores de igual secção, tanto para o neutro, como para as fases. A alma condutora é em alumínio multifilar compactado, sendo igual para todos os condutores, nas secções normalizadas. O esforço de tracção aplicado sobre o cabo é suportado pelos condutores principais. Este sistema «cabo torçada LXS e XS» foi adoptado em Portugal pela EDP/EP (DMA C33-209/N - Cabos Isolados para Redes de Energia). Figura 60 - Sistema sem neutro tensor O sistema com neutro tensor (figura 61) consiste num feixe de condutores de fase, cableados à volta do condutor neutro, que além da função eléctrica, serve de fio tensor do conjunto. Os condutores de fase são em alumínio multifilar nas diversas secções normalizadas e o neutro tensor, também multifilar, é em liga de Al + Si + Mg normalmente de 54,6 mm2 ou 80 mm2 de secção, comercialmente designado por Almelec. Este sistema é aplicado, principalmente, em França e em Espanha. Figura 61 - Sistema com neutro tensor Campo de aplicação dos cabos torçada: os cabos torçada aplicam-se, principalmente, nas redes rurais de distribuição pública. GUIA TÉCNICO 285 CAPÍTULO V Vantagens das Redes Aéreas Isoladas A utilização, em Portugal, das redes aéreas isoladas veio proporcionar as seguintes vantagens, relativamente às redes aéreas nuas: Na qualidade de serviço: — diminuição do tempo de interrupção do fornecimento eléctrico, durante a eventual substituição dos troços de rede danificados; — possibilidade de montagem, quer de novos circuitos, quer na derivação de circuitos já existentes, sem necessidade de interrupção do fornecimento de energia. — diminuição do número de avarias, ocorridas durante a exploração das redes. Na economia: — redução da altura dos postes e apoios, por necessitarem de menor distância ao solo e entre condutores; — redução da probabilidade de incêndio, originado por sobreintensidade ou queda de condutores nas proximidades da rede, nomeadamente, em zonas arborizadas; — redução do custo da montagem da rede; — redução do número de árvores a abater. Na segurança: — maior facilidade e segurança na execução dos trabalhos de conservação e exploração (possibilidade de efectuar trabalhos em tensão); — diminuição dos riscos de contactos acidentais com peças em tensão ou entre condutores. Na estética: — diminui o espaço visual ocupado, em relação às redes nuas, mais notado no caso de redes em fachada; — redução do impacto ambiental, pela redução da quantidade de árvores a abater na instalação da rede; — melhor integração na paisagem rural e facilidade de integração nos meios urbanos (montagem nas fachadas dos edifícios). 286 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Designação: As torçadas são designadas pelas letras LXS ou XS, consoante se trate de condutores com almas em alumínio ou em cobre, o tipo de isolante e o tipo de aplicação. Às referidas letras, seguem-se o número de condutores constituintes da torçada e a secção nominal. Pode, ainda, ser indicada a tensão nominal dos condutores (0,6/1 kV). Marcação dos Condutores: A marcação de identificação de cada um é feita com tinta de cor branca: • as fases são marcadas com «um», «dois» e «três» e comportam os algarismos 1, 2 e 3; • o condutor de fase « um» é marcado com «X», além da indicação do número; • os condutores de iluminação pública são marcados com «IPl» e «IP2»; • o neutro leva a identificação do fabricante. Além das marcações indicadas, poderá levar, eventualmente, o ano de fabrico e a marca do cliente. As marcações referidas são espaçadas, no máximo, de 50 mm. 5.4.1 - Características Gerais das Redes em Torçada 5.4.1.1- Cabos — Alma condutora das fases e neutro (não tensor) A alma condutora é multifilar cableada, de secção recta circular, em: • alumínio duro ou 3/4 duro, para as secções de 16, 25, 35, 50, 70 e 95 mm2. • cobre macio, para as secções de 4, 6 e 10 mm2. — Neutro tensor • liga de alumínio, magnésio e silício normalmente nas secções de 54,6 e 80 mm2 — Isolamento: O isolamento de cada um dos condutores constituintes do feixe é: • obtido por extrusão; • em polietileno reticulado (PEX). GUIA TÉCNICO 287 CAPÍTULO V — Agrupamento dos condutores: Os condutores são agrupados em feixe, com as seguintes designações: • almas condutoras em alumínio: LXS 2x16 LXS 3x16 LXS 3x25 LXS 3x35 LXS 3x50 LXS 4x16+Kx16 LXS 4x25+Kx16 LXS 4x35+Kx16 LXS 4x50+Kx16 LXS 4x70+Kx16 LXS 4x95+Kx16 LXS 4x95+Kx25 K = 0, 1, 2 • almas condutoras em cobre: XS 2x4 XS 2x6 XS 2x10 XS 4x6 XS 4x10 As características dimensionais e eléctricas estão mencionadas nos quadros 122 e 123. Quadro 122 - Características Dimensionais dos Condutores Utilizados nos Cabos Torçada LIGA DE ALUMÍNIO 288 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Quadro 123 - Características Dimensionais e Eléctricas dos Cabos Torçada 5.4.1.2 - Acessórios de Montagem de uma Rede em Torçada A execução de uma rede aérea, com cabo torçada, exige a utilização de acessórios próprios, quer para a fixação dos condutores, quer para as ligações dos mesmos no plano eléctrico, sem os quais não poderá ser garantido um funcionamento seguro. GUIA TÉCNICO 289 CAPÍTULO V Com a grande variedade de execuções possíveis para uma rede em torçada (redes montadas em postes, nas fachadas dos edifícios, etc.), a gama de acessórios disponível é, no entanto, suficientemente versátil, para satisfazer todas as solicitações geralmente encontradas. Os principais acessórios que equipam uma rede são enumerados a seguir: — pinças de amarração; — pinças de suspensão; — ligadores bimetálicos; — berços de guiamento; — ganchos; — seccionadores, com ou sem caixa de fusíveis; — uniões de cravação; — mangas termoretrácteis. 5.4.1.3 - Tipo de Montagem Uma das principais razões do sucesso das redes em cabo torçada é a possibilidade de adaptação destas a percursos de difícil execução, com outro tipo de canalizações. Descrevemos, a seguir, os principais tipos de montagem utilizados: — redes tensas em fachada: o cabo fica sob tensão mecânica. Devem ser aplicadas nos casos em que a forma dos edifícios permita vencer vãos superiores a 10 m. Não é necessário o recurso a postes; — redes pousadas em fachada: o cabo está sem tensão mecânica. Devem ser aplicadas nos casos em que a forma dos edifícios não permita alinhamento ou as fachadas não suportem os esforços resultantes das tensões mecânicas; — redes tensas em apoios: o cabo está montado, sob tensão mecânica, em apoios (postes, postaletes ou consolas). Devem ser aplicadas quando não houver possibilidade de aplicar outros tipos de montagem. 5.4.1.4 - Postes Dos tipos de montagem atrás descritos, são as redes tensas em apoios, as que mais se utilizam, atendendo, quer à sua extensão, quer à secção dos cabos que utilizam. Os apoios correntemente usados são os postes de madeira ou de betão, os quais enumeraremos a seguir, assim como a regulamentação em vigor: 290 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS — postes de betão: o fabrico dos postes de betão deve respeitar o disposto nas normas NP-261 e P-628. As ligações à terra dos postes de betão devem respeitar o disposto na norma P-628. Estas são constituídas por condutores de cobre nu, com 25 mm2 de secção, protegidos por tubos isolantes até 2,5 m acima do solo e 0,45 m abaixo deste. Dimensões Principais Quadro 124 - Dimensões dos postes de betão Figura 62 - Esquema dos postes de betão — postes de madeira: o fabrico dos postes de madeira deve respeitar o disposto na norma NP-267. Estes são os mais indicados para as redes em torçada (aspecto económico, paisagístico e maior facilidade de transporte, em zonas rurais de difícil acesso). Dimensões Principais Figura 63 - Esquema dos postes de madeira GUIA TÉCNICO 291 CAPÍTULO V Quadro 125 - Dimensões dos postes de betão Na secção seguinte (5.4.2) iremos abordar, entre vários aspectos do dimensionamento das redes, aquele relacionado com o cálculo de postes. 5.4.2 - Dimensionamento das Redes em Torçada A tensão estipulada das redes em torçada é 0,6/1 kV, que corresponde à tensão que define o limite de uma rede BT. Actualmente, o uso de cabos torçada já se estendeu até ao domínio da média tensão, estando em preparação a documentação, que trata a utilização deste tipo de redes. 5.4.2.1- Escolha da Secção da Alma Condutora A escolha da secção da alma condutora dos cabos torçada é feita nas páginas seguintes, sob o ponto de vista eléctrico e térmico. Para uma melhor compreensão do método a seguir, é aconselhável a consulta do capítulo II deste guia técnico. 1 - Determinação da Intensidade a Transmitir em Regime Normal O cálculo da intensidade a transmitir é igual ao efectuado na secção 2.2.1. Os coeficientes de simultaneidade, a aplicar nas instalações de utilização, estabelecidas em locais residenciais ou de uso profissional, que condicionam o valor da potência instalada a considerar, são os seguintes: — para as canalizações principais, os factores de correcção são obtidos pela fórmula: C = 0, 2 + C = coeficiente de simultaneidade n = número de instalações a alimentar 292 GUIA TÉCNICO 0,8 n CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS — para os ramais, os factores de correcção estão indicados no quadro seguinte: Quadro 126 - Factores de correcção 2 - Secção Necessária para o Aquecimento em Regime Permanente A intensidade máxima admissível ou capacidade de transporte, em regime permanente, é o valor da intensidade que provoca, no estado de equilíbrio térmico, o aquecimento da alma dos condutores até ao valor máximo permitido e que para os cabos torçada é igual a 90 °C. Através do cálculo da intensidade fictícia (secção 2.2.2) e Quadro 123 obteremos a secção mais aconselhável. 3 - Secção Necessária para o Aquecimento em Regime Variável O cálculo da secção das almas condutoras, quando forem previstos regimes de carga variáveis, é apresentado na secção 2.2.3. Os cabos torçada terão que ser protegidos contra eventuais sobrecargas não consideradas no dimensionamento dos mesmos. As características dos aparelhos de protecção deverão satisfazer as condições que figuram na secção 3.2 . 4 - Secção Necessária para o Aquecimento em Caso de Curto-Circuito Em caso de curto-circuito, os cabos terão que suportar a passagem de intensidades de corrente muito superiores às consideradas em regime permanente. No quadro 123, estão indicadas as correntes de curto-circuito máximas admissíveis, durante um segundo, para as secções normalizadas dos cabos torçada. Caso seja necessário um estudo mais aprofundado, na secção 2.2.4 apresenta-se o método de cálculo que relaciona o tempo de duração do curto-circuito, a secção e composição da alma condutora com o valor da intensidade de curto-circuito. 5 - Secção Necessária para a Queda de Tensão Com a extensão, geralmente grande, rede de redes em torçada, teremos que garantir uma tensão em qualquer ponto de utilização, que permita um funcionamento GUIA TÉCNICO 293 CAPÍTULO V satisfatório por parte dos receptores a alimentar. Na secção 2. 2. 5, é apresentado o método de cálculo da secção da alma condutora que permite não ultrapassar a queda de tensão máxima admissível. Apresentamos, a seguir, um método simplificado, através de um ábaco (gráfico 24) que nos dá as secções das almas condutoras, em função das piores situações encontradas. Gráfico 24 - Ábaco para Determinação da Secção 6 - Secção Necessária do Ponto de Vista Eléctrico Das secções para as almas condutoras, anteriormente calculadas, escolhemos aquela de maior valor e, para a secção do cabo torçada, escolhemos a secção normalizada, imediatamente superior a esta. A secção necessária do ponto de vista económico é calculada segundo o método descrito em 2.2.7. 5.4.2.2 - Cálculo Mecânico e Condições de Montagem 1 - Instalação dos Cabos A instalação de uma rede aérea tensa em apoios é condicionada por vários factores, nomeadamente, peso dos condutores, distância entre apoios, acção do vento, etc, que constituem as principais solicitações mecânicas às quais o cabo é sujeito. A figura 64 especifica os parâmetros a considerar, aquando da montagem do cabo entre dois apoios (vão). 294 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Figura 64 - Montagem do cabo entre dois apoios h = altura mínima ao solo, m H = altura dos apoios (não considerando a altura da fundação), m d = flecha a meio vão, m L= vão, m Nos quadros 129 a 132 estão indicados os valores das flechas (f) na montagem, em função da temperatura ambiente no momento da montagem, dos vãos (a) e dos vários tipos de cabo torçada. Estes valores são designados por tabelas de regulação e estão calculados, para que não seja ultrapassado o esforço de tracção máximo (T), aplicado ao cabo. 2 - Tensões Máximas nos Cabos O quadro 127 fornece os valores da tensão máxima (σ máx.) a aplicar aos feixes das diferentes secções utilizadas. Partindo da força mínima de ruptura (N) da alma de cada condutor (ver quadro 122) e considerando um coeficiente de segurança igual a 2,5, obtemos a tensão máxima atrás referida. Quadro 127 - Tensão máxima nos cabos (1) almas condutoras em alumínio (2) almas condutoras em cobre GUIA TÉCNICO 295 CAPÍTULO V A tracção máxima (T), obtida para um feixe de quatro condutores, considera que a força aplicada é igual em todos os condutores do feixe ( é necessário que os quatro condutores estejam bem fixos e de maneira igual para todos, pela cunha da pinça). Os valores de T foram calculados por forma a não se exceder uma força máxima de 6 kN, a fim de reduzir os esforços sobre os apoios nos ângulos, derivações e fins de linha. Os valores das flechas indicados nos quadros 129 a 132 foram calculados para os valores que figuram no quadro 127 anterior, a partir da equação de mudança de estado. 3 - Verificação da Estabilidade dos Apoios de Betão O emprego dos postes de betão, como apoios das redes aéreas isoladas, é hoje em dia a solução encontrada na grande maioria dos casos, sendo os postes de madeira reservados para aplicação em locais de difícil acesso, o que os torna preferíveis aos postes de betão, devido ao seu peso inferior. Há, ainda, a salientar o emprego dos postes de madeira, em casos em que o aspecto paisagístico é importante (por exemplo, redes em zonas florestais ou parques naturais). Para o cálculo da estabilidade dos apoios de betão, aplica-se a seguinte simbologia: T = tracção máxima do feixe da linha principal, N; TD = tracção máxima do feixe da linha derivada, N; d = diâmetro aparente do feixe, mm; am = semi-soma dos vãos adjacentes, m; α = coeficiente de redução; c = coeficiente de forma; q = pressão dinâmica do vento, N/m2. Observações: — sempre que as grandezas se refiram a linhas derivadas, o seu símbolo será afectado de um apóstrofo (exemplo: d’= diâmetro aparente do feixe da linha derivada); — as forças resultantes da aplicação das fórmulas seguintes são expressas em Newton (N). Apoios de Alinhamento Nos apoios de alinhamento, havendo igualdade de tensão mecânica e de secções, o esforço sobre os apoios resume-se ao esforço devido ao vento: Fv = α . c . q . s a = 0,6 c = 1,3 q = 0,75 x 750 = 563 N/m2 (75% do valor fixado no R.S.L.A.T.) s = área da superfície batida pelo vento, m2 s= d . a . 10-3 então Fv = 439 . d . am . 10-3 Sempre que exista desigualdade de tracções, resulta um esforço longitudinal que deve ser considerado na escolha dos apoios. 296 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Apoios de ângulo Nos apoios de ângulo o esforço é determinado pela expressão: F = 2Tsen θ θ + 439. d. a m cos 2 .10 −3 2 2 onde θ é o ângulo de desvio do traçado. Apoios de Derivação Para o cálculo dos apoios de derivação, consideramos o vento a actuar normalmente à direcção da linha principal (se o poste for de alinhamento), ou segundo a bissectriz do ângulo da linha principal: — esforço no sentido da bissectriz do ângulo da linha principal: ⎛ ⎞ θ a' F = 439 ⎜ d.am cos 2 d' cos 2 β ⎟ .10−3 N + ⎝ ⎠ 2 2 N + 2Tsen θ T D senβN 2 onde a’ é o comprimento do vão da linha derivada adjacente. — esforço no sentido normal à bissectriz do ângulo da linha principal: Fx = Td cos β Apoios de Fim de Linha Para o cálculo dos apoios de fim de linha deve-se considerar o vento a actuar perpendicularmente à linha. Esforço no sentido perpendicular à linha: a . 10 −3 2 a = comprimento do vão adjacente ao poste, m Fy = 439 . d . Esforço na direcção da linha: Fx = T GUIA TÉCNICO 297 CAPÍTULO V No quadro 128 indicam-se os esforços do vento (Fv) nos apoios de alinhamento (valores expressos em newton). Quadro 128 - Esforços do vento (Fv) nos apoios de alinhamento 4 - Aplicação das Espias Sempre que a estabilidade de um poste necessite de um reforço, é aconselhável a aplicação de espias. Estas são constituídas por cabos ou varetas com elos de ligação robustos, de aço galvanizado, possuindo uma força de rotura mínima de 600 daN. Os arames ou fios constituintes dos cabos não devem ter um diâmetro inferior a 3 mm. Na parte enterrada das espias e numa extensão de 0,50 m fora do solo, deve ser utilizado varão de aço de diâmetro não inferior a 12 mm, devidamente protegido contra a corrosão. O espiamento dos postes é uma técnica que pode ser conveniente, nomeadamente, nos casos seguintes: — apoios de ângulo, com esforço à cabeça elevado; — apoios terminais de rede, em que a ampliação desta possa transformá-los em apoios de ângulo ou de alinhamento; — apoios de alinhamento ou de ângulo em que se faça uma derivação. As espias devem ser fixadas aos apoios, no furo imediatamente abaixo do das ferragens de fixação das pinças. Na parte enterrada é utilizada uma ancora ou maciço que assegure uma conveniente amarração da espia. 298 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Dimensionamento das Espias No dimensionamento das espias deve atender-se a que o ângulo que a espia faz com a vertical não seja inferior a 30°C, ou seja, de acordo com a figura 65: ⎛d⎞ arc tgα ≥ 0, 6 ⎜ ⎟ ⎝ h⎠ O valor da força Fe a suportar pela espia, é Fe = F ,N senα Fa h calculado pela expressão: F = resultante das forças de tracção dos condutores O valor da força vertical descendente Fa a suportar pelos apoios é calculado pela expressão: Fa = F ,N tgα Figura 65 - Dimensionamento das espias Exemplo: Considerando que o esforço a suportar pelo apoio é de 6 000 N (sem espia) e que o ângulo α é de 40°, o valor a suportar pela espia é: Fe = 6 000 = 9 334 N sen 40º e o valor da força vertical a suportar pelo apoio é: Fa = 6 000 = 7 151N tg 40º Como se verifica, o esforço devido à acção dos condutores (que sem espia seria inteiramente suportado pelo apoio) é totalmente suportado pela espia. O apoio apenas está sujeito ao esforço vertical. GUIA TÉCNICO 299 CAPÍTULO V 5.4.2.3 - Tabelas de Regulação Quadro 129 - Cabo Torçada LXS 4 x 16 + K x 16 (K = 0, 1, 2) a - vão (m) 300 GUIA TÉCNICO f - flecha (cm) T - tracção (n) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Quadro 130 - Cabo Torçada LXS 4 x 25 + K x 16 (K = 0, 1, 2) GUIA TÉCNICO 301 CAPÍTULO V Quadro 131 - Cabo Torçada LXS 4 x 50 + K x 16 (K = 0, 1, 2) 302 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS Quadro 132 - Cabo Torçada LXS 4 x 70 + K x 16 (K = 0, 1, 2) GUIA TÉCNICO 303 Cabos Isolados de Média e Alta Tensão C V.V apítulo CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 5.5 - Cabos Isolados de Média e Alta Tensão 5.5.1 - Descrição do processo de fabrico A SOLIDAL, após vultuoso investimento industrial realizado, adquiriu capacidade para a partir de agora, incluir os cabos isolados de ALTA TENSÂO na sua gama de fabrico. Efectivamente com o investimento realizado durante o ano de 1998, a SOLIDAL adquiriu a mais recente tecnologia de fabrico e equipamento que lhe permitem fabricar cabos acima dos 45 kV pela 1ª vez em Portugal. A linha de fabrico agora instalada, linha de Vulcanização em Catenária de Azoto (CCVL - Continuous Catenary Vulcanization Line), está preparada para o fabrico de cabos isolados até aos 225 kV. As isolações destes cabos são constituídas pela extrusão de compostos quer de Polietileno Reticulado (PEX), quer de Borracha de Etileno-Propileno de alto módulo de elasticidade (HEPR), satisfazendo ambos as necessidades da globalidade do mercado. A tecnologia referida mantém a utilização do processo de tripla extrusão simultânea, introduzindo no entanto inovações importantes entre as quais se destacam: — A operação de reticulação, efectuada em contínuo durante a extrusão, é processada em atmosfera seca e sobreaquecida de azoto. Refira-se a este propósito que os valores normais do conteúdo residual de água neste processo é da ordem dos 30 a 80 ppm, enquanto que no processo de reticulação em água ou vapor se situam acima de 1000 ppm. — A movimentação/transferência de matérias primas para a alimentação das extrusoras da linha de produção é efectuada em circuito fechado a partir de salas limpas respeitando as exigências da “classe 1000”, assegurando deste modo a impossibilidade de contaminação das mesmas antes do seu processamento, minimizando as possibilidades de formação de inclusões ou vacúolos. — O controlo dimensional dos cabos é efectuado por intermédio de câmaras “Raios X”, mediante as quais é possível controlar, em curso do processo de fabrico, os diâmetros, as espessuras e as excentridades das várias camadas extrudidas. Em função deste controlo, é realizada permanentemente e com elevada precisão a regulação automática dos parâmetros de fabrico, de modo a que sejam respeitadas os valores pré-estabelecidos. — A utilização das gerações mais recentes de matérias primas com características melhoradas. Todo este conjunto de inovações propiciam à SOLIDAL: • a melhoria da qualidade “standard” dos cabos produzidos, promovendo uma maior segurança e longevidade das instalações eléctricas que incorporem estes cabos; • o alargamento da sua gama para fabricos do mais elevado nível tecnológico; • a satisfação das exigências técnicas do mercado nacional e internacional, neste sector. GUIA TÉCNICO 307 CAPÍTULO V 5.5.2 - Cabos de Média Tensão Normas de referência: CEI 60502 - 2; HD 620 51 Características Principais: Alma condutora: Alumínio ou cobre multifilar compactado Semicondutor interior: Composto semicondutor extrudido Isolante: PEX - Polietileno reticulado ou HEPR - Borracha de etileno propileno de alto módulo de elasticidade Semicondutor interior: Composto semicondutor extrudido Blindagem: Fios e fita de cobre ou fita de cobre Bainha exterior: PVC ou PE (de baixa, média ou alta densidade) Características de bloqueio á penetraçao de humidade: Estanquidade: longitudinal No condutor e/ou na blindagem, conforme defenido no Capitulo I, parágrafo 1.2.6 Colocada apenas sob encomenda Estanquidade: transversal Sob a bainha exterior, por aplicação de fitas metálicas aderentes á bainha exterior Colocada apenas sob encomenda Protecção mecanica: Armadura em fitas de aço ou alumínio colocadas apenas sob encomenda Tipos de Cabo: Figura 66 — Cabo monopolar Figura 67 — Cabo tripolar armado Figura 68 — Torçada aérea Figura 69 — Trimonopolar Nota: 1 - Os quadros 133 ao 136, apresentam as características dimensionais e eléctricas dos cabos monopolares de 6/10kV, 8,7/15kV, 12/20kV e 18/30kV. As intensidades admissíveis estão indicadas no ponto 5.5.2.1 (quadro 137), nas condições de instalação indicadas. 2 - Nos quadros 138 a 140 estão indicadas as características dos cabos tripolares, torçada aérea e trimonopolares de média tensão. 308 GUIA TÉCNICO 26.9 29.2 31.9 34.9 38.9 240 300 400 500 630 2.4 2.3 2.2 2.1 2.0 1.9 1.9 1.8 47.5 43.0 40.0 37.0 34.5 32.5 30.5 29.0 27.0 25.5 23.5 22.5 Diâmetro exterior (mm) 2870 2400 2020 1730 1460 1250 1100 980 880 760 660 600 Al 6810 5490 4380 3570 2950 2380 2010 1720 1460 1180 950 810 Cu Peso Aproximado (kg/km) 0.047 0.061 0.078 0.100 0.125 0.164 0.206 0.253 0.320 0.443 0.641 0.868 Al 0.028 0.037 0.047 0.060 0.075 0.099 0.124 0.153 0.193 0.268 0.387 0.524 Cu Resistência eléctrica DC a 20°C (Ω/Km) Descrição: 1 - Alma rígida em alumínio ou cobre 2 - Baínha semicondutora interior 3 - Isolação em PEX 4 - Camada semicondutora exterior 5 - Écran metálico em cobre (fita ou fios e fita) 6 - Baínha exterior em PVC (poderá ser em PE, sob encomenda). Nota: Os valores da tabela são fornecidos a título indicativo, considerando uma instalação em trevo juntivo. 24.8 185 22.7 3.4 150 1.8 19.8 21.4 95 120 1.7 18.2 70 1.7 1.6 16.4 Espessura Baínha (mm) 15.4 Diâmetro sobre Isolação (mm) 50 Espessura Isolação (mm) 35 Secção Nominal (mm) Características Dimensionais 0.047 0.036 0.060 0.060 0.077 0.096 0.126 0.158 0.195 0.246 0.342 0.493 0.668 Cu 0.078 0.100 0.128 0.160 0.210 0.264 0.324 0.410 0.568 0.822 1.113 Al Resistência eléctrica AC a 90°C (Ω/Km) 0.72 0.64 0.58 0.52 0.48 0.43 0.39 0.36 0.33 0.30 0.26 0.24 6 0.276 0.286 0.295 0.304 0.313 0.324 0.337 0.346 0.361 0.378 0.403 0.419 Capacidade Indutância C L (µF/km) (mH/km) Características Eléctricas Cabo Monopolar LXHIV / LXHIOV / XHIV / XHIOV Tensão - 6/10 kV Quadro 133 - Características Técnicas 5 4 0.087 0.090 0.093 0.095 0.098 0.102 0.106 0.109 0.113 0.119 0.127 0.132 3 Reatância XL (Ω/km) 2 1 0.11 0.12 0.14 0.16 0.19 0.23 0.28 0.34 0.43 0.58 0.83 1.12 Al 0.09 0.10 0.11 0.12 0.14 0.16 0.19 0.22 0.27 0.36 0.51 0.68 Cu Impedância Z90°C (Ω/km) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 309 310 GUIA TÉCNICO 34.1 37.1 41.1 400 500 630 2.4 2.3 2.2 2.1 2.1 2.0 1.9 1.9 1.8 1.8 1.7 1.7 Espessura Baínha (mm) 49.5 45.5 42.5 39.5 37.0 35.0 32.5 31.0 29.5 28.0 26.0 25.0 Diâmetro exterior (mm) 3030 2540 2160 1850 1600 1380 1200 1100 970 860 740 680 Al 6970 5630 4510 3690 3080 2500 2110 1830 1550 1280 1030 900 Cu Peso Aproximado (kg/km) 0.047 0.061 0.078 0.100 0.125 0.164 0.206 0.253 0.320 0.443 0.641 0.868 Al 0.028 0.037 0.047 0.060 0.075 0.099 0.124 0.153 0.193 0.268 0.387 0.524 Cu Resistência eléctrica DC a 20°C (Ω/Km) Descrição: 1 - Alma rígida em alumínio ou cobre 2 - Baínha semicondutora interior 3 - Isolação em PEX 4 - Camada semicondutora exterior 5 - Écran metálico em cobre (fita ou fios e fita) 6 - Baínha exterior em PVC (poderá ser em PE, sob encomenda). Nota: Os valores da tabela são fornecidos a título indicativo, considerando uma instalação em trevo juntivo. 31.4 300 24.9 150 29.1 23.6 120 240 22.0 95 27.0 20.4 70 4.5 18.6 185 17.6 Diâmetro sobre Isolação (mm) 50 Espessura Isolação (mm) 35 Secção Nominal (mm) Características Dimensionais 0.047 0.036 0.060 0.060 0.077 0.096 0.126 0.158 0.195 0.246 0.342 0.493 0.668 Cu 0.078 0.100 0.128 0.160 0.210 0.264 0.324 0.410 0.568 0.822 1.113 Al Resistência eléctrica AC a 90°C (Ω/Km) 0.56 0.50 0.45 0.41 0.38 0.34 0.31 0.29 0.26 0.24 0.21 0.19 6 0.285 0.296 0.305 0.315 0.327 0.338 0.352 0.362 0.377 0.396 0.421 0.440 Capacidade Indutância C L (µF/km) (mH/km) Características Eléctricas Cabo Monopolar LXHIV / LXHIOV / XHIV / XHIOV Tensão - 8,7/15 kV Quadro 134 - Características Técnicas 5 4 0.090 0.093 0.096 0.099 0.103 0.106 0.110 0.114 0.118 0.124 0.132 0.138 3 Reatância XL (Ω/km) 2 1 0.11 0.12 0.14 0.16 0.19 0.24 0.29 0.34 0.43 0.58 0.83 1.12 Al 0.10 0.10 0.11 0.13 0.14 0.17 0.19 0.23 0.27 0.36 0.51 0.68 Cu Impedância Z90°C (Ω/km) CAPÍTULO V 36.1 39.1 43.1 400 500 630 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2.1 2.0 2.0 1.9 1.9 1.8 1.8 Espessura Baínha (mm) 52.0 47.5 44.5 41.5 39.0 37.0 34.5 33.5 31.5 30.0 28.0 27.0 Diâmetro exterior (mm) 3210 2710 2310 1990 1710 1500 1320 1210 1080 960 830 770 Al 7150 5800 4660 3830 3200 2630 2220 1940 1660 1380 1130 980 Cu Peso Aproximado (kg/km) 0.047 0.061 0.078 0.100 0.125 0.164 0.206 0.253 0.320 0.443 0.641 0.868 Al 0.028 0.037 0.047 0.060 0.075 0.099 0.124 0.153 0.193 0.268 0.387 0.524 Cu Resistência eléctrica DC a 20°C (Ω/Km) Descrição: 1 - Alma rígida em alumínio ou cobre 2 - Baínha semicondutora interior 3 - Isolação em PEX 4 - Camada semicondutora exterior 5 - Écran metálico em cobre (fita ou fios e fita) 6 - Baínha exterior em PVC (poderá ser em PE, sob encomenda). Nota: Os valores da tabela são fornecidos a título indicativo, considerando uma instalação em trevo juntivo. 33.4 300 26.9 150 31.1 25.6 120 240 24.0 95 29.0 22.4 70 185 20.6 5.5 19.6 Diâmetro sobre Isolação (mm) 50 Espessura Isolação (mm) 35 Secção Nominal (mm) Características Dimensionais 0.060 0.078 0.100 0.128 0.160 0.210 0.264 0.324 0.410 0.568 0.822 1.113 Al 0.036 0.047 0.060 0.077 0.096 0.126 0.158 0.195 0.246 0.342 0.493 0.668 Cu Resistência eléctrica AC a 90°C (Ω/Km) 0.47 0.42 0.38 0.35 0.32 0.29 0.26 0.25 0.23 0.21 0.18 0.17 6 0.294 0.305 0.315 0.326 0.337 0.350 0.365 0.376 0.391 0.411 0.438 0.457 Capacidade Indutância C L (µF/km) (mH/km) Características Eléctricas Cabo Monopolar LXHIV / LXHIOV / XHIV / XHIOV Tensão - 12/20 kV Quadro 135 - Características Técnicas 5 4 0.092 0.096 0.099 0.103 0.106 0.110 0.115 0.118 0.123 0.129 0.138 0.144 3 Reatância XL (Ω/km) 2 1 0.11 0.12 0.14 0.16 0.19 0.24 0.29 0.35 0.43 0.58 0.83 1.12 Al 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.17 0.20 0.23 0.28 0.37 0.51 0.68 Cu Impedância Z90°C (Ω/km) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 311 312 GUIA TÉCNICO 41.1 44.1 48.1 400 500 630 2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 2.2 2.1 2.1 2.0 2.0 1.9 Espessura Baínha (mm) 57.5 53.0 50.0 47.0 44.5 42.0 40.0 39.0 37.0 35.0 33.5 32.0 Diâmetro exterior (mm) 3670 3130 2700 2360 2060 1810 1630 1490 1360 1220 1090 1010 Al 7610 6220 5060 4200 3550 2940 2540 2220 1940 1640 1380 1220 Cu Peso Aproximado (kg/km) 0.047 0.061 0.078 0.100 0.125 0.164 0.206 0.253 0.320 0.443 0.641 0.868 Al 0.028 0.037 0.047 0.060 0.075 0.099 0.124 0.153 0.193 0.268 0.387 0.524 Cu Resistência eléctrica DC a 20°C (Ω/Km) Descrição: 1 - Alma rígida em alumínio ou cobre 2 - Baínha semicondutora interior 3 - Isolação em PEX 4 - Camada semicondutora exterior 5 - Écran metálico em cobre (fita ou fios e fita) 6 - Baínha exterior em PVC (poderá ser em PE, sob encomenda). Nota: Os valores da tabela são fornecidos a título indicativo, considerando uma instalação em trevo juntivo. 38.4 300 31.9 150 36.1 30.6 120 240 29.0 95 34.0 27.4 70 185 25.6 8.0 24.6 Diâmetro sobre Isolação (mm) 50 Espessura Isolação (mm) 35 Secção Nominal (mm) Características Dimensionais 0.060 0.078 0.100 0.128 0.160 0.210 0.264 0.324 0.410 0.568 0.822 1.113 Al 0.036 0.047 0.060 0.077 0.096 0.126 0.158 0.195 0.246 0.342 0.493 0.668 Cu Resistência eléctrica AC a 90°C (Ω/Km) 0.34 0.31 0.28 0.26 0.24 0.22 0.20 0.19 0.17 0.16 0.14 0.13 6 0.314 0.327 0.338 0.351 0.363 0.377 0.394 0.405 0.423 0.443 0.473 0.493 Capacidade Indutância C L (µF/km) (mH/km) Características Eléctricas Cabo Monopolar LXHIV / LXHIOV / XHIV / XHIOV Tensão - 18/30 kV Quadro 136 - Características Técnicas 5 4 0.099 0.103 0.106 0.110 0.114 0.118 0.124 0.127 0.133 0.139 0.149 0.155 3 Reatância XL (Ω/km) 2 1 0.12 0.13 0.15 0.17 0.20 0.24 0.29 0.35 0.43 0.58 0.84 1.12 Al 0.11 0.11 0.12 0.13 0.15 0.17 0.20 0.23 0.28 0.37 0.52 0.69 Cu Impedância Z90°C (Ω/km) CAPÍTULO V CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 5.5.2.1 - Intensidade em regime permanente para cabos monopolares Quadro 137- Cabos monopolares isolados a XLPE Tensão 3,6/6 kV a 18/30 kV Cabos enterrados directamente no solo Secção Nominal condutor Trevo Juntivo Esteira horizontal Cabos entubados Trevo juntivo Instalação ao ar Esteira horizontal Trevo Juntivo Esteira horizontal Esteira horizontal mm2 Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu 16 84 109 88 113 80 103 81 104 97 125 99 128 116 150 25 108 140 112 144 102 132 103 133 127 163 130 167 153 196 35 129 166 134 172 122 157 123 159 154 198 157 203 185 238 50 152 196 157 203 144 186 146 188 184 238 189 243 222 286 70 186 239 192 246 176 227 178 229 230 296 236 303 278 356 95 221 285 229 293 210 271 213 274 280 361 287 369 338 434 120 252 323 260 332 240 308 242 311 324 417 332 426 391 500 150 281 361 288 366 267 343 271 347 368 473 376 481 440 559 185 317 406 324 410 303 387 307 391 424 543 432 550 504 637 240 367 469 373 470 351 447 356 453 502 641 511 647 593 745 300 414 526 419 524 397 504 402 510 577 735 586 739 677 846 400 470 590 466 572 451 564 457 571 673 845 676 837 769 938 Quadro 137A - Cabos monopolares isolados a EPR/HEPR Tensão 3,6/6 kV a 18/30 kV Cabos enterrados directamente no solo Secção Nominal condutor Trevo Juntivo Esteira horizontal Cabos entubados Trevo juntivo Instalação ao ar Esteira horizontal Trevo Juntivo Esteira horizontal Esteira horizontal mm2 Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu 16 82 106 84 109 77 99 78 100 90 116 92 119 107 138 25 105 136 109 140 99 128 100 129 119 153 121 156 141 181 35 126 162 130 167 118 153 120 154 144 186 147 190 171 221 50 149 192 153 198 140 181 142 183 174 224 178 229 207 266 70 182 234 188 242 172 222 174 224 218 280 223 287 259 334 95 217 280 224 289 206 266 208 269 266 343 273 352 317 409 120 247 319 256 329 235 303 238 306 309 398 317 407 368 474 150 277 357 287 369 264 341 267 344 352 454 361 465 419 540 185 314 403 325 417 300 386 303 390 406 522 417 534 484 621 240 364 467 377 484 350 449 354 454 483 619 495 634 575 736 300 411 526 426 545 397 509 401 515 556 712 570 728 659 843 400 471 597 487 618 456 580 462 588 651 825 667 843 770 977 Temperatura máxima do condutor 90°C Temperatura máxima ao ar livre 30°C Temperatura máxima do solo 20°C Profundidade de instalação 0,8m Resistência térmica do solo 1,5K.m/W Resistência térmica nos tubos 1,2K.m/W Modo de ligação das blindagens - Ligação á terra em ambas as extremidade GUIA TÉCNICO 313 CAPÍTULO V 5.5.2.2 - Cabo Tripolar LXHIAV / LXHIOAV / XHIAV / XHIOAV Tensões: 6/10 kV, 8, 7/15 kV, 12/20 kV, 18/30 kV Descrição: 1- Alma rígida em alumínio ou cobre 2 - Bainha semi-condutora extrudida 3 - Camada isolante em PEX 4 - Bainha semi-condutora extrudida 5 - Fita semi-condutora 6 - Écran metálico em cobre 7 - Bainha de enchimento 8 - Armadura em fita de aço 9 - Bainha exterior Figura 70 - Cabo tripolar Quadro 138 - Características Dimensionais 314 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 5.5.2.3 - Cabos Auto-suportados (S) trimonopolares cableados subterrâneos e torçadas aéreas (isolamento em PEX) Tensões: 6/10 kV, 8,7/15 kV, 12/20 kV, 18/30 kV 7 6 5 Figura 71a - Torçada Aérea (TA) 4 3 2 8 1 9 7 6 5 4 3 2 1 Figura 71b - Cabo trimonopolar Cableado Subeterrâneo (T) Descrição: Torçada aérea 1 - Alma rígida em alumínio 2 - Camada semi-condutora extrudida 3 - Camada isolante em PEX 4 - Camada semi-condutora extrudida 5 - Écran metálico em cobre 6 - Fita hidroexpansiva (opcional) 7 - Bainha em PVC, PEX ou PE 8 - Bainha em PVC, PEX ou PE 9 - Tensor em aço Trimonopolar 1 - Alma rígida em alumínio 2 - Camada semi-condutora extrudida 3 - Camada isolante em PEX 4 - Camada semi-condutora extrudida 5 - Écran metálico em cobre 6 - Fita hidroexpansiva (opcional) 7 - Bainha em PVC, PEX ou PE Quadro 139 - Características Dimensionais / Intensidade em Regime Permanente (*) Fabrico para 18/30 kV sob encomenda. (**) Com cabo portador de 50 mm2 de aço. Outras secções do cabo portador podem ser fornecidas, sob pedido. GUIA TÉCNICO 315 CAPÍTULO V 5.5.2.4 - Intensidade em regime permanente para cabos tripolares Quadro 140 - Cabos tripolares isolados a XLPE Tensão 3,6/6 kV a 18/30 kV Cabos não armados Secção Nominal condutor Enterrado directamente no solo Cabos armados Enterrado em tubo Enterrado directamente no solo Ao ar Enterrado em tubo Ao ar mm2 Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu 16 78 101 67 87 84 109 78 101 68 88 85 110 143 25 100 129 87 112 110 142 100 129 87 112 111 35 119 153 103 133 132 170 119 154 104 134 133 172 50 140 181 122 158 158 204 140 181 123 158 159 205 70 171 221 150 193 196 253 171 220 150 194 196 253 95 203 262 179 231 236 304 204 263 180 232 238 307 120 232 298 205 264 273 351 232 298 206 264 274 352 150 260 334 231 297 309 398 259 332 231 296 309 397 185 294 377 262 336 355 455 293 374 262 335 354 453 240 340 434 305 390 415 531 338 431 304 387 415 529 300 384 489 346 441 475 606 380 482 343 435 472 599 400 438 553 398 501 552 696 432 541 393 492 545 683 Quadro 140A - Cabos tripolares isolados a EPR/HEPR Tensão 3,6/6 kV a 18/30 kV Cabos não armados Secção Nominal condutor Enterrado directamente no solo Cabos armados Enterrado em tubo Enterrado directamente no solo Ao ar Enterrado em tubo mm2 Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu Al. Cu 16 76 98 65 84 80 104 76 98 66 85 81 104 25 97 125 84 109 105 135 97 125 85 109 105 136 35 116 150 101 130 127 164 116 150 101 131 127 164 50 137 176 119 154 151 195 137 177 120 155 153 197 70 167 216 147 189 189 243 168 216 147 190 190 244 95 200 258 176 227 229 296 200 257 176 227 230 296 120 227 292 201 258 263 339 227 292 201 259 264 339 150 255 328 226 291 299 385 254 327 226 291 300 385 185 289 371 257 330 343 441 288 368 257 328 343 439 240 335 429 300 384 406 519 332 424 299 381 402 513 300 378 482 340 434 462 590 374 475 338 429 459 583 400 432 545 392 494 538 678 426 534 387 485 530 666 Temperatura máxima do condutor 90°C Temperatura máxima ao ar livre 30°C Temperatura máxima do solo 20°C Profundidade de instalação 0,8m Resistência térmica do solo 1,5K.m/W Resistência térmica nos tubos 1,2K.m/W Modo de ligação das blindagens - Ligação á terra em ambas as extremidade 316 Ao ar GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 5.5.3 - Cabos de Alta Tensão Normas de referência: CEI 60840; HD 632 S1 Características Principais: Alma condutora: Alumínio ou cobre multifilar compactado Semicondutor interior: Composto semicondutor extrudido Isolante: PEX - Polietileno reticulado ou HEPR - Borracha de etileno propileno de alto módulo de elasticidade Semicondutor interior: Composto semicondutor extrudido Blindagem: Fios e fita de cobre ou fita de cobre Bainha exterior: PVC ou PE (de baixa, média ou alta densidade) Características de bloqueio á penetraçao de humidade: Estanquidade: longitudinal No condutor e/ou na blindagem, conforme defenido no Capitulo I, parágrafo 1.2.6 Colocada apenas sob encomenda Estanquidade: transversal Sob a bainha exterior, por aplicação de fitas metálicas aderentes á bainha exterior Colocada apenas sob encomenda Tipos de Cabo: Figura 72 — Cabo monopolar Nota: 1 - Os quadros 141 ao 145, apresentam as características dimensionais e eléctricas das composições mais simples dos cabos 26/45kV, 36/60kV, 64/110kV, 76/138kV, e 87/150kV. Dadas as particularidades das instalações de Alta Tensão, as intensidades admissíveis não estão indicadas, mas poderão ser fornecidas mediante indicação das condições de instalação. 2 - Nos pontos 5.5.3.1 são apresentados os cabos de 36/60kV adoptados pela EDP - Electricidade de Portugal, incluindo capacidade de transporte nas condições de instalação indicadas MS DMA C33 - 281/N, caractrísticas dimensionais e eléctricas. GUIA TÉCNICO 317 318 GUIA TÉCNICO 45.5 49.5 53.7 57.8 630 800 1000 3.0 2.9 2.7 2.6 2.5 2.4 2.4 2.3 2.2 2.2 (mm) Baínha Espessura 68.5 64.0 59.5 55.5 52.0 49.0 47.0 44.5 42.5 41.0 (mm) exterior Diâmetro Peso Al 5400 4640 3880 3320 2890 2540 2250 1990 1770 1650 Cu 11590 9590 7820 6410 5240 4370 3730 3120 2680 2380 (kg/km) Aproximado 0.029 0.037 0.047 0.061 0.078 0.100 0.125 0.164 0.206 0.253 0.018 0.022 0.028 0.037 0.047 0.060 0.075 0.099 0.124 0.153 Descrição: 1 - Alma rígida em alumínio ou cobre 2 - Baínha semicondutora interior 3 - Isolação em PEX 4 - Camada semicondutora exterior 5 - Écran metálico em cobre (fita ou fios e fita) 6 - Baínha exterior em PVC (poderá ser em PE, sob encomenda). Cu 0.028 0.022 0.037 0.036 0.047 0.060 0.077 0.096 0.126 0.158 0.195 0.047 0.060 0.078 0.100 0.128 0.160 0.210 0.264 0.324 Al (Ω/Km) 20°C (Ω/Km) Cu AC a 90°C Al Resistência eléctrica Resistência 0.40 0.36 0.33 0.30 0.27 0.25 0.23 0.21 0.19 0.18 (µF/km) C 6 0.301 0.311 0.322 0.335 0.347 0.360 0.374 0.388 0.405 0.417 (mH/km) L Capacidade Indutância Características Eléctricas eléctrica DC a Nota: Os valores da tabela são fornecidos a título indicativo, considerando uma instalação em trevo juntivo. 42.5 39.8 300 500 37.5 240 400 35.4 8.5 33.3 185 (mm) Isolação 150 (mm) (mm) 32.0 Isolação Nominal sobre Diâmetro 120 Espessura Secção Características Dimensionais Cabo Monopolar LXHIV / LXHIOV / XHIV / XHIOV Tensão - 26/45 kV Quadro 141 - Características Técnicas 5 4 0.095 0.098 0.101 0.105 0.109 0.113 0.117 0.122 0.127 0.131 (Ω/km) XL 3 Reatância 2 Al 1 0.10 0.11 0.12 0.13 0.15 0.17 0.20 0.24 0.29 0.35 (Ω/km) Z90°C 0.10 0.10 0.11 0.12 0.12 0.14 0.15 0.18 0.20 0.24 Cu Impedância CAPÍTULO V 2.8 3.0 52.5 56.7 60.8 800 1000 71.5 67.5 62.5 58.5 55.5 52.5 50.0 48.0 45.5 44.0 (mm) exterior Diâmetro Peso 5750 4970 4180 3610 3150 2790 2490 2220 1990 1860 Al Cu 11940 9920 8120 6700 5510 4630 3970 3340 2900 2590 (kg/km) Aproximado 0.029 0.037 0.047 0.061 0.078 0.100 0.125 0.164 0.206 0.253 0.018 0.022 0.028 0.037 0.047 0.060 0.075 0.099 0.124 0.153 Descrição: 1 - Alma rígida em alumínio ou cobre 2 - Baínha semicondutora interior 3 - Isolação em PEX 4 - Camada semicondutora exterior 5 - Écran metálico em cobre (fita ou fios e fita) 6 - Baínha exterior em PVC (poderá ser em PE, sob encomenda). 0.037 0.047 0.060 0.078 0.100 0.128 0.160 0.210 0.264 0.324 Al 0.022 0.028 0.036 0.047 0.060 0.077 0.096 0.126 0.158 0.195 Cu (Ω/Km) 20°C (Ω/Km) Cu AC a 90°C Al Resistência eléctrica Resistência 0.35 0.32 0.29 0.26 0.24 0.22 0.20 0.19 0.17 0.16 (µF/km) C 6 0.311 0.321 0.332 0.346 0.359 0.373 0.387 0.402 0.419 0.432 (mH/km) L Capacidade Indutância Características Eléctricas eléctrica DC a Nota: Os valores da tabela são fornecidos a título indicativo, considerando uma instalação em trevo juntivo. 3.1 2.7 48.5 630 2.6 2.5 500 42.8 300 2.5 2.4 45.5 40.5 240 10.0 38.4 185 2.3 2.3 (mm) Baínha Espessura 400 36.3 (mm) 35.0 (mm) (mm) Isolação 150 Isolação Nominal sobre Diâmetro 120 Espessura Secção Características Dimensionais Cabo Monopolar LXHIV / LXHIOV / XHIV / XHIOV Tensão - 36/66 kV Quadro 142 - Características Técnicas 5 4 0.098 0.101 0.104 0.109 0.113 0.117 0.122 0.126 0.132 0.136 (Ω/km) XL 3 Reatância 2 1 0.10 0.11 0.12 0.13 0.15 0.17 0.20 0.25 0.30 0.35 Al (Ω/km) Z90°C 0.10 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.16 0.18 0.21 0.24 Cu Impedância CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 319 320 GUIA TÉCNICO 3.1 3.1 3.3 3.4 3.5 2.9 2.9 Espessura Baínha (mm) 68.5 71.5 75.5 80.0 84.5 63.0 65.0 Diâmetro exterior (mm) 4410 4900 5590 6430 7300 3610 3960 Al 6770 7990 9530 11380 13490 5100 5790 Cu Peso Aproximado (kg/km) 0.078 0.061 0.047 0.037 0.029 0.125 0.100 Al 0.047 0.037 0.028 0.022 0.018 0.075 0.060 Cu Resistência eléctrica DC a 20°C (Ω/Km) 1 - Alma rígida em alumínio ou cobre 2 - Baínha semicondutora interior 3 - Isolação em PEX 4 - Camada semicondutora exterior 5 - Écran metálico em cobre (fita ou fios e fita) 6 - Baínha exterior em PVC (poderá ser em PE, sob encomenda). Descrição: Nota: Os valores da tabela são fornecidos a título indicativo, considerando uma instalação em trevo juntivo. 57.5 60.5 64.5 68.7 72.8 16.0 400 500 630 800 1000 Diâmetro sobre Isolação (mm) 52.5 54.8 Espessura Isolação (mm) 240 300 Secção Nominal (mm) Características Dimensionais 0.100 0.078 0.060 0.047 0.037 0.160 0.128 Al 0.060 0.047 0.036 0.028 0.022 0.096 0.077 Cu Resistência eléctrica AC a 90°C (Ω/Km) 0.17 0.18 0.20 0.22 0.24 0.15 0.16 6 0.401 0.386 0.370 0.355 0.344 0.433 0.417 Capacidade Indutância C L (µF/km) (mH/km) Características Eléctricas Cabo Monopolar LXHIV / LXHIOV / XHIV / XHIOV Tensão - 64/110 kV Quadro 143 - Características Técnicas 5 4 0.126 0.121 0.116 0.112 0.108 0.136 0.131 3 Reatância XL (Ω/km) 2 1 0.16 0.14 0.13 0.12 0.11 0.21 0.18 Al 0.14 0.13 0.12 0.12 0.11 0.17 0.15 Cu Impedância Z90°C (Ω/km) CAPÍTULO V 18.0 240 300 400 500 630 800 1000 56.5 58.8 61.5 64.5 68.5 72.7 76.8 Diâmetro sobre Isolação (mm) 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.7 Espessura Baínha (mm) 67.0 69.5 72.5 75.5 80.0 84.5 89.0 Diâmetro exterior (mm) 4030 4420 4870 5410 6090 6970 7900 Al 5520 6260 7220 8500 10030 11920 14090 Cu Peso Aproximado (kg/km) 0.125 0.100 0.078 0.061 0.047 0.037 0.029 Al 0.075 0.060 0.047 0.037 0.028 0.022 0.018 Cu Resistência eléctrica DC a 20°C (Ω/Km) 1 - Alma rígida em alumínio ou cobre 2 - Baínha semicondutora interior 3 - Isolação em PEX 4 - Camada semicondutora exterior 5 - Écran metálico em cobre (fita ou fios e fita) 6 - Baínha exterior em PVC (poderá ser em PE, sob encomenda). Descrição: Nota: Os valores da tabela são fornecidos a título indicativo, considerando uma instalação em trevo juntivo. Espessura Isolação (mm) Secção Nominal (mm) Características Dimensionais 0.160 0.128 0.100 0.078 0.060 0.047 0.037 Al 0.096 0.077 0.060 0.047 0.036 0.028 0.022 Cu Resistência eléctrica AC a 90°C (Ω/Km) 0.14 0.15 0.16 0.17 0.19 0.20 0.22 6 0.446 0.430 0.413 0.398 0.381 0.366 0.354 Capacidade Indutância C L (µF/km) (mH/km) Características Eléctricas Cabo Monopolar LXHIV / LXHIOV / XHIV / XHIOV Tensão - 76/138 kV Quadro 144 - Características Técnicas 5 4 0.140 0.135 0.130 0.125 0.120 0.115 0.111 3 Reatância XL (Ω/km) 2 1 0.21 0.19 0.16 0.15 0.13 0.12 0.12 Al 0.17 0.16 0.14 0.13 0.12 0.12 0.11 Cu Impedância Z90°C (Ω/km) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS GUIA TÉCNICO 321 322 GUIA TÉCNICO 20.0 240 300 400 500 630 800 1000 60.5 62.8 65.5 68.5 72.5 76.7 80.8 Diâmetro sobre Isolação (mm) 3.2 3.2 3.3 3.4 3.5 3.7 3.8 Espessura Baínha (mm) 71.5 74.0 76.5 80.0 84.0 88.5 93.0 Diâmetro exterior (mm) 4510 4890 5350 5910 6630 7570 8490 Al 6000 6730 7710 9000 10570 12520 14680 Cu Peso Aproximado (kg/km) 0.125 0.100 0.078 0.061 0.047 0.037 0.029 Al 0.075 0.060 0.047 0.037 0.028 0.022 0.018 Cu Resistência eléctrica DC a 20°C (Ω/Km) 1 - Alma rígida em alumínio ou cobre 2 - Baínha semicondutora interior 3 - Isolação em PEX 4 - Camada semicondutora exterior 5 - Écran metálico em cobre (fita ou fios e fita) 6 - Baínha exterior em PVC (poderá ser em PE, sob encomenda). Descrição: Nota: Os valores da tabela são fornecidos a título indicativo, considerando uma instalação em trevo juntivo. Espessura Isolação (mm) Secção Nominal (mm) Características Dimensionais 0.160 0.128 0.100 0.078 0.060 0.047 0.037 Al 0.096 0.077 0.060 0.047 0.036 0.028 0.022 Cu Resistência eléctrica AC a 90°C (Ω/Km) 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.19 0.20 6 0.458 0.441 0.425 0.409 0.391 0.376 0.363 Capacidade Indutância C L (µF/km) (mH/km) Características Eléctricas Cabo Monopolar LXHIV / LXHIOV / XHIV / XHIOV Tensão - 87/150 kV Quadro 145 - Características Técnicas 5 4 0.144 0.139 0.133 0.128 0.123 0.118 0.114 3 Reatância XL (Ω/km) 2 1 0.22 0.19 0.17 0.15 0.14 0.13 0.12 Al 0.17 0.16 0.15 0.14 0.13 0.12 0.12 Cu Impedância Z90°C (Ω/km) CAPÍTULO V CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS 5.5.3.1 - Cabos Isolados de 60kV As características dos cabos de Alta Tensão são definidas de forma a garantir o cumprimento dos ensaios prescritos na normalização europeia de referência, a CEI 60840 e o HD 632 S1. As empresas distribuidoras de energia definem as características dos produtos que incorporam as suas redes, sintetizando-as em especificações próprias, definindo: - As características e composição dos cabos - As secções normalizadas adoptadas - As condições de instalação - Os ensaios a que devem ser submetidos em fábrica - Os ensaios a realizar após instalação A título de exemplo, indicamos as características tipo dos cabos isolados de 60kV que a SOLIDAL produz designados por LXHIOLE: Composição dos cabos LXHIOLE Condutor de alumínio multifilar compactado, possuindo bloqueio à propagação longitudinal da água Camada semicondutora sobre o condutor Isolação em polietileno reticulado Camada semicondutora sobre o condutor Blindagem em fios de cobre, possuindo bloqueio à propagação longitudinal da água Bainha exterior em polietileno de média densidade (ST7), com bloqueio transversal á penetração de água por aplicação de uma fita de alumínio em co-polimero com a bainha exterior Figura 73 - Cabo Isolado de Alta Tensão As características de algumas das secções normalizadas são indicadas nos quadros 147 a 149. A NP 665 (Sistema de designação de cabos eléctricos isolados - ver ponto 1.6 da pág. 58) de Julho de 2006 define que a aplicação do símbolo “(cbe)” a seguir à designação do cabo, identifica cabos com condutor e blindagem estanque, ou seja, que possuem bloqueio á propagação longitudinal da água no condutor e blindagem. GUIA TÉCNICO 323 CAPÍTULO V Podem ser utilizadas várias secções de blindagem adequadas à correntes de defeito prevista na instalação. Por exemplo, são definidas as secções de blindagem de 60mm2 e 135mm2, para as seguintes correntes de defeito monofásico: 60mm2, para corrente de curto-circuito de 11 kA/0,6s. 135mm2, para a corrente de curto-circuito de 25 kA/0,6s. 5.5.3.1.1 – Condições de instalação Dada a variedade de combinações possíveis, a título indicativo, apresentamos no quadro 147 as intensidades nas seguintes condições de instalação: Cabos directamente enterrados Tipo de instalação Profundidade de instalação Resistividade térmica do solo Temperatura máxima do solo á profundidade de instalação Arranjo de cada circuito na vala Distância entre centros de circuitos (no caso de dois circuitos trifásicos em operação simultânea) Modo de ligação das blindagens Sem proximidade com outros cabos e sem travessias Regime de carga Temperatura de serviço no condutor Cabos enterrados directamente no solo 1,3 m (ao centro do trevo juntivo) 1,2 ºC x m / W 20ºC 3 cabos em trevo juntivo 40 cm - secções de 185 e 400m2 50 cm - secção de 630 mm2 70 cm - secção de 1000 mm2 Ligação á terra em ambas as extremidades da linha Afastamento a outros circuitos superior a 1,5m �� � � ���� 90ºC Cabos ao ar livre Tipo de instalação Temperatura ambiente máxima (ao nível do mar) Modo de ligação das blindagens ������ �� ����� Temperatura de serviço no condutor Cabos protegidos da exposição solar directa fixados directamente a uma parede 30ºC Ligação á terra em ambas as extremidades da linha �� � � ���� 90ºC 5.5.3.1.2 – Capacidade de transporte A intensidade máxima em regime permanente é condicionada por todos os parâmetros da instalação, pelo que qualquer alteração ás condições de instalação indicadas deverá ser cuidadosamente analisada para verificar o seu efeito na capacidade de transporte dos cabos. Os valores indicados no quadro 147 baseiam-se nas condições de instalação definidas em 5.5.3.1.1. 324 GUIA TÉCNICO CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS CONDUTORES DE ENERGIA E CABOS ELÉCTRICOS As intensidades no quadro 147 são indicadas apenas para o caso da ligação das blindagens á terra nos dois extremos da linha (“Both Ends”). Dependendo dos cabos e das exigências da instalação poderão ser utilizados casos especiais de ligação de blindagens: permutação de blindagens (“CrossBonding”) e ligação á terra num dos extremos da linha (“Single Point”). Quadro 147 – Capacidade de transporte em regime permanente Cabos directamente enterrados Cabos ao ar livre �� Cabo 1 circuito 2 circuitos em operação simultânea LXHIOLE (cbe) 1x185/60 36/60kV 335 285 428 LXHIOLE (cbe) 1x400/60 36/60kV 494 417 661 LXHIOLE (cbe) 1x630/60 36/60kV 636 541 878 LXHIOLE (cbe) 1x1000/60 36/60kV 789 685 1115 LXHIOLE (cbe) 1x185/135 36/60kV 331 281 427 LXHIOLE (cbe) 1x400/135 36/60kV 481 404 652 LXHIOLE (cbe) 1x630/135 36/60kV 609 516 852 LXHIOLE (cbe) 1x1000/135 36/60kV 742 642 1059 1 circuito 2 circuitos em operação Simultânea a) Para utilização de dois circuitos em operação simultânea a capacidade de transporte ao ar livre não é reduzida desde que: - O volume de ar e a ventilação natural sejam suficientes para dissipar as perdas térmicas; - O espaçamento entre ternos de cabos seja superior a 4 x d (sendo do diâmetro exterior do cabo); - O espaçamento entre cabos seja superior a 2 x d (sendo d o diâmetro exterior do cabo) ou ternos de cabos; No âmbito do fornecimento de cabos de Alta Tensão a SOLIDAL está disponível para: - Efectuar o apoio na execução do projecto - Fornecer os materiais necessários á execução da obra (cabos, acessórios, …) - Garantir a execução dos acessórios - Realizar a supervisão do desenrolamento - Realizar os ensaios finais GUIA TÉCNICO 325 326 GUIA TÉCNICO Secção nominal condutor/blindagem (mm2) 185/60 400/60 630/60 1000/60 185/135 400/135 630/135 1000/135 Secção nominal condutor (mm) 185 400 630 1000 185 400 630 1000 13 135 Resistência máxima do condutor 20ºC/90ºC a 50Hz �/Km 0,164 / 0,2108 0,0778 / 0,1010 0,0469 / 0,0625 0,0291 / 0,0413 0,164 / 0,2108 0,0778 / 0,1010 0,0469 / 0,0625 0,0291 / 0,0413 13 60 Diâmetro sobre isolação (mm) 44,9 52,1 59,1 67,8 44,9 52,1 59,1 67,8 Peso Aproximado (Kg/Km) 3180 4140 5180 6700 3920 4880 5920 7440 Diâmetro exterior (mm) 60 67 74 82 62 70 77 85 0,14 0,33 Resistência máxima da blindagem 20ºC c.c. �/Km µF/Km 0,16 0,20 0,23 0,28 0,16 0,20 0,23 0,28 Capacidade Reactância indutiva (trevo juntivo) �/Km 0,13 0,12 0,11 0,10 0,14 0,12 0,11 0,10 �/Km 0,25 0,16 0,13 0,11 0,25 0,16 0,13 0,11 Impedância a 90ºC Quadro 149 – Características eléctricas Espessura nominal isolação (mm) Quadro 148 – Características dimensionais Secção nominal blindagem (mm) Intensidade de c.c. máxima no condutor kA / 1s 17,4 37,6 59,2 94,0 17,4 37,6 59,2 94,0 Esforço de tracção máximo no condutor da N 1110 2400 3780 6000 1110 2400 3780 6000 19,4 / 25,1 8,6 / 11,2 Intensidade de c.c. máxima na blindagem 1,0s / 0,6s kA 1500 1680 1850 2050 1550 1750 1930 2130 Raio de curvatura minimo durante o desenrolamento CAPÍTULO V